Estabilidad del aceite de soja acondicionados con extractos organicos de grapefruit (Citrus paradisis Macf)

Stability of soybean oil conditioned from organic extracts of grapefruit (Citrus paradisis Macf)

M.J. Moreno-Álvarez, C.Y. Guarán, D.R. Belén Camacho, D. García Pantaleón y C.A. Medina Martínez

Universidad Simón Rodríguez, Laboratorio de Biomoléculas, Carretera Nacional vía Bejuma-Urama, Canoabo, estado Carabobo Venezuela.

Autor de correspondencia e-mail: morenoalvarez@cantv.net

Resumen

La actividad antioxidante de los extractos orgánicos provenientes de las cáscaras y semillas de grapefruit fue evaluada. Estas se procesaron para trasformarlas en harinas y se sometieron a la extracción de los metabolitos no polares mediante solventes orgánicos empleando diferentes relaciones harina/solvente (0,5:25; 1:25 y 2:25). Se procedió a realizar extracciones individuales con un volumen fijo (25 mL de metanol al 85% v/v) y se almacenaron (48 h) en la oscuridad. Posteriormente a los extractos metanólicos obtenidos se les añadió éter de petróleo/metanol (1:1 v/v) y se sometieron a agitación en un embudo de decantación hasta la aparición de dos fases bien definidas. Como resultado de la extracción se formaron dos fases: acuosa-metanólica y orgánica, respectivamente. Los productos de la fase orgánica fueron dosificados a muestras de aceite de soja desodorizado en diferentes proporciones (0,01%; 0,75% y 0,10%). Las muestras fueron colocadas en una estufa de aire a una temperatura de 60 ± 1ºC y a intervalos de 24 h se les determinó el índice de peróxido hasta alcanzar una duración de 600 horas de estudio. Se evidenció diferencias significativas entre los tratamientos, lográndose determinar un efecto antioxidante independientemente de la fuente de los metabolitos, relación peso harina y volumen de extracción y la concentración del extracto (P<0,05). No se determinó efecto pro-oxidativo en los aceites acondicionados Se concluye que los extractos orgánicos incorporados al aceite de soja produce efecto antioxidativo.

Palabras clave: Grapefruit, antioxidantes, soja, aceites.

Abstract

The antioxidant activity of organic extracts from grapefruit seed and peel was evaluated. The seeds and peels were transformed into flour and the organic extracts were extracted by means of organic solvents in the following flour/solvent ratio: 0.5:25; 1:25 and 2:25. Then, single extractions with 25 mL of methanol 85% (v/v) were realized and stored in the darkness by 48 h. Afterward, methanolic extracts were mixed in proportion 1:1 (v/v) with petroleum/methanol either and stirred until the appearance of two sharp phases. Subsequently, aqueous phase was extracted with ethyl acetate and two phases were separated: aqueous-methanolic and organic, respectively. Doses of organic phase in proportion of 0.01%, 0.75% and 0.10%, were added to soybean oil. Samples were stored in air stove at 60ºC ± 1ºC and peroxide value was determined every 24 h during 600 h of study. Significant differences were found between treatments (P<0.05). An antioxidant effect was showed independently of the metabolite source, flour weight/extraction volume ratio or extract concentration (P<0.05). None treatment showed pro-oxidant effects. In conclusion, the incorporation of organic extracts into deodorized soybean oil permitted to confirm it antioxidant performance.

Key words: grapefruit, anti oxidants, soybean, oils.

Recibido el 10-11-2005 Aceptado el 5-3-2007

Introducción

En Venezuela existe una producción anual de grapefruit (Citrus paradisis Macf) de 900 toneladas aproximadamente (10), de las cuales el 55% son desechos ricos en metabolitos secundarios como son: carotenoides, tocoferoles y flavonoides (1). En relación a los carotenoides estos compuestos son solubles en lípidos y en solventes no polares, los cuales son fácil de extraer utilizando adecuadas marchas de separación (9, 11). Estos compuestos han sido sujetos a estudios debido a la evidencia de su efecto anticancerígeno. Además de presentar dentro de la célula actividad antioxidante y participar en la desactivación de radicales libres (13). Desde el punto de vista biosintetico, son compuestos de 40 átomos de carbono, derivados del fitoeno y consta de ocho unidades isoprenicas unidas de tal manera, que su disposición de las unidades de isoprenos se encuentran invertidas en el centro de la molécula, los dos grupos metilo centrales están en posición 1,6, mientras que el resto de los grupos metilo se encuentran en posición 1,5. Estos compuestos presentan variadas estructuras siendo los precursores del isopentil pirosfosfato formando parte del acetil CoA previa condensación de los intermediarios hidroximetilglutaril y mevanolato (19). La actividad antioxidante de los metabolitos apolares se atribuye a su comportamiento quelante captando los radicales libres que promueven la oxidación; además al resultar no tóxicos desempeñan un importante papel en la estabilidad de los alimentos (2, 12, 14).

En la actualidad se ha tratado de efectuar investigaciones del uso de antioxidantes naturales ya que los sintéticos necesitan de importantes evaluaciones para ser utilizadas en los alimentos (14). Dadas las propiedades antes mencionadas presentes en los cítricos, en este estudio se plantea el acondicionamiento del aceite de soja G. max (L.) Merril la cual presenta altas concentración de ácido linoléico y linolénico, además de presentar un elevado índice de yodo, lo que lo hace susceptible a las reacciones de oxidación, fenómeno químico que al igual que en otros aceites vegetales ocasiona pérdidas en la calidad nutricional y organoléptica) con un extracto orgánico (éter de petroleo) provenientes de harinas obtenidas de cáscara y semillas de grapefruit (C. paradisis) como posible sustituto de agentes antioxidantes de origen natural.

Materiales y métodos

Muestra.

La materia prima utilizada fueron frutos de grapefruit (Citrus paradisis Macf) provenientes de una plantilla agrícola situada en el sector Los Naranjos, municipio Bejuma, Parroquia Canoabo, estado Carabobo, Venezuela. La cosecha se efectuó en el mes de marzo del 2003, considerando el criterio establecido para frutas cítricas por Moreno-Alvarez et al., (16). La cantidad de 20 L de aceite de soja Glicyne max (L.) desodorizado y libre de antioxidantes naturales fue trasladado en un envase hermético, cerrado y protegido de la luz hasta el laboratorio.

Los frutos se trasladaron en sacos hasta las instalaciones del Laboratorio de Biomoléculas. El aceite de soja Glicyne max (L.) desodorizado y libre de antioxidantes sintéticos fue donado por la empresa Cargill de Venezuela ubicada en Valencia, Venezuela.

Caracterización físico-química del aceite de soja desodorizado.

A una muestra (250 mL) de aceite de soja (desodorizado y libre de antioxidantes sintéticos), se le determino índice de peroxido, índice de yodo, índice de saponificación e índice de acidez, mediante los métodos COVENIN (4, 5, 6, 7).

Obtención de las harinas cáscara y semillas.

Los frutos de grapefruit colectados fueron sumergidos en agua corriente y frotados manualmente con la finalidad de eliminar residuos de polvo y materia orgánica que pudiera estar adherida a las cáscaras. Los frutos se cortaron con un cuchillo de acero inoxidable para luego extraer el jugo mediante un extractor manual, lo cual arrojo como residuos, en conjunto, cáscaras, membranas carpelares y semillas. Luego de separar los residuos fueron sometidos a secado parcial en una estufa de aire (marca Felisa modelo FE-294 AD) a una temperatura de 40 ± 1ºC hasta alcanzar una humedad aproximada de 6%. Posteriormente, las muestras obtenidas fueron sometidos a molienda manual con un molino (marca Corona^®) y tamizadas bajo condiciones establecidas por Moreno-Alvarez et al. (17). Se evalúo la humedad mediante procedimiento establecido en la norma COVENIN (8).

Obtención del extracto orgánico.

Se ensayaron tres extracciones con diferentes relaciones masa de harina/volumen de solvente (0,5:25; 1:25 y 2,0:25). Se pesaron individualmente las cantidades (0,5; 1,0 y 2,0 g) de harina integral de pomelo elaborada a partir de semillas (HS) y cáscaras (HC) por triplicado. Posteriormente, se procedió a realizar extracciones individuales con un volumen fijo (25 mL, 85:15) de metanol y se almacenaron (48 h) en la oscuridad. Los extractos metanólicos fueron filtrados al vacío en un filtro (Pirex 350 C) de placa porosa y se efectuaron continuos lavados con metanol (marca Riedel-de Haën, punto de ebullición 64-65ºC, 85:15), el volumen gastado fue de 30 mL. Posteriormente, a los extractos metanólicos obtenidos se les añadió éter de petróleo (marca Riedel-de Haën, punto de ebullición 40-60ºC) concentrado en una proporción v/v de 1:1 y se sometieron a agitación en un embudo de decantación hasta la aparición de dos fases bien definidas; una acuosa (Ac) y una orgánica (Org). Los extractos obtenidos se concentraron en un rotaevaporador (marca LaBconco, numero de catalogo 7889200) a presión reducida a una temperatura de 60 ± 1ºC hasta un secado total de los extractos. El balón de vidrio del evaporador empleado para la destilación fue pesado previamente con el propósito de definir el peso final del producto de fondo, proveniente de la destilación de los extractos. Cada uno de los productos de fondo presentaron características de laca y coloración amarillo-verdoso de los cuales se obtuvieron los siguientes pesos para la cáscara, de las proporciones m/v de 1:25 (0,53g ± 0,01), 2:25 (1,88g ± 0,01) y 0,5:25 (2,92g ± 0,01). Para la extracción de los flavonoides presentes en la semilla, las proporciones y los pesos fueron los siguientes: de una relación m/v de 1:25 (1,03g ± 0,01), 2:25 (0,61 g ± 0,01), 0,5:25 (0,80 ± 0,1); dichos pesos fueron resuspendidos (100,00 g ± 0,01 ) en aceite de soja, de estos extractos resuspendidos se tomaron por triplicado cantidades que representaran las concentraciones de extracto de flavonoides de 0,01%; 0,75% y 0,10% respectivamente, para la posterior evaluación de la actividad antioxidante.

Evaluación de la actividad antioxidante de los extractos.

La actividad antioxidante se evalúo mediante el método Schaal (15) (el cual se basa en colocar muestras de aceite bajo condiciones drástica de temperatura constante en una estufa). Las muestras evaluadas en este estudio se colocaron dentro de un horno (Felisa modelo FE-294AD), a temperatura constante (60 ± 1ºC). Se pesaron muestras (250g) de aceite de soja en vasos de precipitados de 500 mL, a los cuales le fueron adicionados cantidades independientes de los extractos orgánicos y acuosos resuspendidos en aceite, empleando concentraciones de 0,01%; 0,75% y 0,10% y una muestra control a la cual no le fue adicionado extracto (muestra testigo) que permitió comparar el comportamiento de la muestras con extractos orgánicos. Seguidamente, a cada una de las muestras acondicionadas con extractos orgánicos contentivos de metabolitos no polares y al control, se les determinó el índice de peróxido por triplicado cada 24 horas, hasta un tiempo de 25 días (600 h), esto significó que las muestras deberían presentar un valor próximo de peróxido de 100,00 meq O₂ /kg. Los resultados obtenidos son promedios de tres repeticiones ± la desviación estándar (ds). El efecto antioxidante de los extractos fue determinado por el incremento del índice de peróxido en el tiempo, siendo comparados con un test control (sin antioxidantes).

Análisis estadístico

Los índices obtenidos se analizaron mediante Anova para un diseño completamente al azar y comparación de medias (Tukey, P<0,05) (20).

Resultados y discusión

En el cuadro 1 se presenta la caracterización fisicoquímica del aceite de soja desodorizado, siendo similar a los resultados obtenidos por Moreno-Álvarez et al., (17) para aceites de igual origen biológico. En términos generales el índice de yodo obtenido (134,7 ± 2,0 cg I₂/g), insinúa un alto grado de insaturaciones. En cuanto a los valores de acidez y peróxido reflejan una buena calidad del aceite y un bajo grado de rancidez o deterioro. Los cuadros 2 y 3 presentan la evaluación del índice de peróxido, para las muestras de aceite de soja desodorizado acondicionados con extractos orgánicos obtenidos de las harinas de cáscara y semilla de pomelo. Estos valores señalan un marcado efecto protector muy marcado a las 300 horas de haber iniciado el ensayo al comparar con la muestra considerada como control (sin adición de extracto orgánico) independiente de la concentración suministrada a las muestra de aceite m/v de extracto. El índice de peróxido para la muestra control para este tiempo alcanzó 70,8 meq O₂/ kg valor superior a los conseguidos por las muestras acondicionadas; con extractos orgánicos de cáscara que obtuvieron valores comprendidos entre 27,9 - 39,3 y 26,0 43,3 para aceite acondicionado con extracto de semilla observándose el efecto antioxidante que aportan los metabolitos incorporados al aceite. A las 480 horas la muestra control sobrepaso la cifra de 100 meq O₂/kg en tanto la proporción de 2:25 al 0,01% para los extractos de cáscara y semilla presentaron los menores valores de peroxido 71,9 y 63,5 meq O₂/kg respectivamente, demostrando que ambos tratamientos presentaron una mayor efectividad en contra de la oxidación del aceite. Los resultados arrojados indican posiblemente que se trata de un efecto protector característicos de compuestos no polares presentes en los extractos como carotenoides, tocoferoles que tienen la capacidad de inhibir las reacciones de oxidación que son promovidas por la presencia de radicales libres y oxigeno, logrando así estabilizarlas y evitando la formación de radicales hidroperoxidos que conllevan al deterioro del aceite (14,18).

Cuadro 1. Caracterización fisicoquímica del aceite de soja desodorizado.

Cuadro 2. Valores promedios de peróxido (meqO₂/kg) obtenido en e^l aceite de soja acondicionado con extracto de orgánico de cáscara¹

Cuadro 3. Valores promedio de peróxido (meqO₂/kg)obtenido en el aceite de soja acondicionado con extracto orgánico de semilla¹

En la figura 1, 2 y 3 se presentan la variación del índice de peróxido en función del tiempo para el aceite de soja desodorizado acondicionado con extractos orgánicos obtenidos de la harina de cáscara. En general se observo un comportamiento exponencial de las curvas similar hasta las 300 horas, posteriormente, se aprecia un incremento de la oxidación del control con respecto a los tratamientos. Se evidencia durante el periodo de estudio un efecto antioxidante de los tratamientos acondicionados independientemente de la relación harina - solvente y concentración evaluada. Proceso similar se presenta con las figuras 4, 5 y 6 correspondientes al efecto de los extractos orgánicos de la semillas donde la concentraciones 0,01- 2:25; 0,75 -1:25 y 0,01-05:25 mostraron las menores pendientes lo cual indica que el efecto protector se mantuvo durante las 600 horas de estudio. Este resultado es diferente al descrito por Carrasquero et al. (3) quien señala que la inclusión de un polvo comercial (Inmatol Plus^®) obtenido de semillas de pomelo permitó pro-oxidar un aceite comercial. Esta discrepancia se atribuye posiblemente a diferencias en el perfil (variación en la composición química) de los metabolitos presentes en los extractos al aceite estudiado. Debido a diferencias en la composición química intrínsicamente entre el polvo y los compuestos químicos extraídos por los solventes.

Figura 1. Efecto del extracto orgánico de la cáscara en un aceite desodorizado de soja en proporción p/v 2:25.

Figura 2. Efecto del extracto orgánico de la cáscara en un aceite desodorizado de soja en proporción p/v1:25.

Figura 3. Efecto del extracto orgánico de la cáscara en un aceite desodorizado de soja en proporción p/v 0,5 :25.

Figura 4. Efecto del extracto de orgánico de la semilla en un aceite desodorizado de soja en proporción p/v a 2:25.

Figura 6. Efecto del extracto orgánico de la semilla en un aceite desodorizado de soja en proporción p/v 0,5:25.

Conclusiones

Las muestras de aceites de soja desodorizados acondicionados con extractos orgánicos extraídos de harinas de cáscaras y semillas de grapefruit presentaron un importante efecto antioxidativo, con respecto a las muestras consideradas como control (sin acondicionamiento con extractos). Lo cual establece que los metabolitos naturales de naturaleza no polar presente en los extractos pueden ser utilizados como agentes antioxidantes naturales. Las harinas evaluadas resultan un subproducto hasta ahorra no explotado en el campo de los antioxidante de grasas y aceites, con lo cual se estaría utilizando una fuente no convencional de metabolitos secundarios con capacidad antioxidativa y el uso integral de un fruto producido en el país.

Agradecimiento

Los autores expresan su agradecimiento al FONACIT-UNESR por el cofinanciamiento a esta investigación del Programa Proyecto Emergentes Pem-2001002271. La empresa Cargill de Venezuela ubicada en Valencia, dono el aceite de soja utilizado en esta investigación.

Literatura citada

1. Arthey, D. 1997. Procesados de frutas. Zaragoza. España: Acribia.         [ Links ]

2. Auerbach, RH., Gray, D. 1999. Oat antioxidant extraction and measurement towards a comercial process. J Sci Food Agri 79: 285-289.         [ Links ]

3. Carrasquero, A., Salazar, M., Navas, PB. 1998. Antioxidant Activity of grapefruit seed extracts in vegetable oils. J Sci Food Agri 77: 463-467.         [ Links ]

4. Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) 1978. Norma 508; Aceites y Grasa Vegetales. Determinación de Índice de peróxido COVENIN, Caracas  6p.        [ Links ]

5. Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN), 1982. Norma 324; Aceites y Grasa Vegetales. Determinación de Índice de Iodo por el método de Wijs.COVENIN, Caracas  7 p         [ Links ]

6. Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) 1988. Norma 323; Aceites y Grasa Vegetales. Determinación de Índice de saponificación. COVENIN, Caracas  4 pp.         [ Links ]

7. Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) 1980 Norma 325; Determinación de Índice de la Acidez. COVENIN, Caracas  4 p.        [ Links ]

8. Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) 1976  Norma; 1156. Alimentos para animales y Determinación de Humedad. COVENIN, Caracas  6 p         [ Links ]

9. Durán, M., Moreno-Álvarez, MJ. 2000. Evaluacion de algunas mezclas de solvente en la extracción de carotenoides del pericarpio de tamarillo (Cyphomandra betaceae Sendt). Cienc Tecnol Aliment 3 ( 1): 34-38.         [ Links ]

10. FAO. 2001. Organización Mundial de las Naciones Unidas Para la Agricultura Alimentaría. Anuario de Producción. Roma.         [ Links ]

11. Hernández, G., Moreno-Álvarez, MJ. 2000. Efecto del secado y del acido cítrico sobre la degradación de los carotenoides de tamarillo (Cyphomandra betaceae Sendt). Cienc Tecnol Aliment 2: 228-223.         [ Links ]

12. Karakaya, S., El, S.N., Tas, A. 2001. Antioxidant activity of some food containing phenolic compounds. Journal of Food Sci Nutr 52: 501-508.         [ Links ]

13. Martínez-Valverde, I., Periago, MJ., Ros, G. 2000. Significado nutricional de los compuestos fenólicos de la dieta. Arch Latin Nutric 50: 5-17.        [ Links ]

14. Martínez-Valverde, I., Periago, MJ., Provan, G., Chesson, A. 2002. Phenolic compounds in comercial varieties of tomato (Lycopersicum esculentum). J Sci Food Agri 82: 323-330.        [ Links ]

15. Mehlenbacher, VC  1979. Análisis de Grasas y Aceites. URMO S.A de Ediciones Bilbao, España.         [ Links ]

16. Moreno-Álvarez, MJ., Gómez, C., Mendoza, J., Belén, D. 1999. Carotenoides totales en cáscara de naranja (Citrus sinensis L.) var Valencia. Rev Unell Cien Tec 17: 92-99.        [ Links ]

17. Moreno-Álvarez, MJ., Belén, DR., Sánchez, MP., Viloria-Matos, M., García, D. 2004. Evaluación de la actividad antioxidante de extractos de flavonoides de cáscaras de naranja en el aceite de soja desodorizado. Interciencia 29 ( 9): 532-538.        [ Links ]

18. Pízzale, L., Bortolomeazzi, R., Vichi, S., Überegger, E., Conte, L. 2002. Antioxidant activity of sage (Salvia onites and O. indercedens) extracts related to their phenolic compound content. J Sci Food Agri 82 ( 14): 1645-1651.        [ Links ]

19. Sánchez, A., Flores-Cotera, L., Langley, E., Martín, R., Maldonado, G., Sánchez, S. 1999. Carotenoides: estructuras, función, biosíntesis, regulación y aplicaciones. Rev Lat-Amer Micribiol 41: 175-191.         [ Links ]20. SAS, 1999. User's guide SAS Statgraphics. Versión 6.0 Statistical Analysis System Institute.         [ Links ]