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ADICIÓN DE COMPUESTOS BIOACTIVOS A UN ACEITE REFINADO DE MAÍZ CONDIMENTADO CON ESPECIAS

ADDITION OF BIOACTVE COMPOUNDS TO A REFINE D CORN OIL FLAVORED WITH SPICES

PETRA BEATRIZ NAVAS HERNÁNDEZ

Universidad Central de Venezuela, Facultad de Agronomía, Instituto de Química y Tecnología, Maracay, Venezuela E - mail: navasbeatriz@gmail.com

RESUMEN

Los aceites vegetales pierden sus componentes minoritarios durante la refinación. Por esa razón, la incorporación de compuestos con propiedades bioactivas y sensoriales puede mejorar las cualidades organolépticas y nutricionales de esos aceites. Se han empleado muchas fuentes naturales para incorporar estos componentes, entre ellas, las frutas y especias son las más utilizadas. En este trabajo, un aceite re finado de maíz fue enriquecido con la adición de ajoporro ( Allium porrum ), cilantro ( Allium schoenoprasum ) , cebollín ( Coriandrum sativum ) y pimienta negra ( P iper nigrum ) deshidratadas. Luego de la maceración y filtración para obtener aceites límpidos, se determinaron la concentración total de fenoles (T - Fenol), flavonoides (T - Flav) y pigmentos, empleando métodos oficiales. Los compuestos volátiles responsables del aroma fueron extraídos por micro extracción en fase sólida. La identificación y cuantificació n fue hecha por cromatografía de gases acoplada a la espectrometría de masas y a un detector por ionización de llama. La concentración de T-Fenol estuvo entre 0,98 mg .k g-1 para el aceite refinado de maíz y 7,35 mg .kg-1 cuando la pimienta negra fue adicionada. También, la mayor concentración de T-Fav se obtuvo en presencia de la misma especia (12,41 ± 0,5 mg .kg-1 ). Los pigmentos estuvieron ausentes en el aceite de maíz, pero la concentración se incrementó hasta 12,41 ± 0,5 mg .kg- 1 por la adición de cebollín deshidratado. La concentración más elevada de compuestos volátiles fue detectada en el aceite de maíz aderezado con el ajoporro (11,05 μ g . g-1 ) seguido por los aceites que contenían cilantro, cebollín y pimienta negra (10.39; 9.09 and 3.72 μ g . g-1, respectivamente). En las mezclas fueron detectados varios tipos de terpenos, alcoholes, aldehídos e hidrocarburos

Palabras clave: Polifenoles, flavonoides, compuestos volátiles .

ABSTRACT

Refined vegetable oils lose their minor components, mainly during the refining process. For that reason, the addition of compounds with bioactive and sensory properties may improve the quality of such oils. Many natural sources have been used to supply these compounds. Among them , fruits and spices are most ly used. In this work, a commercial refined corn oil was enriched with the addition of dried garden leek ( Allium porrum ) , chives ( Allium schoenoprasum ) , coriander ( Coriandrum sativum ) y black peper ( Piper nigrum ). After maceration and filtration to obtain clear oils, the total polyphenols (T - Phenols), flavonoids (T-Flav) and pigments were quantified by using official methods. The volatile aroma compounds were extracted by solid phase micro extraction. Their identificatio n and quantification was made by gas chromatography coupled to the mass spectrometry and to a flame ionization detector. The concentration of T - Phenols was between 0 . 98 mg .kg-1 for the refined corn oil to 7.35 mg .kg-1 when black pepper was added. Also, the highest concentration of T - Flav was obtained with the addition of the same spice (12.41 ± 0.5 mg.kg-1 ). The pigments were absent in the corn oil, but increased to 12. 41±0.5 mg.kg-1 by the addition of dried coriander. The higher concentration of volatile compounds was detected in the corn oil seasoned with the garden leek (11.05 μg.g-1 ) followed by the oil added with chives, coriander and black pepper (10.39; 9.09 and 3.72μg.g-1, respectively). Several terpenes, alcohols, aldehydes and hydrocarbons were identified in the mixtures.

Key words: Polyphenols, flavonoids, volatile compounds.

Recibido: julio 2015 . Aprobado: diciembre 2015 . Versión final: marzo 2016.

INTRODUCCIÓN

Los aceites y grasas junto a las proteínas y carbohidratos son parte importante de los requerimientos nutricionales de la población ya que constituyen componentes necesarios en la dieta básica. En la actualidad existe una tendencia a la preferencia de acei tes vegetales vírgenes, debido tanto a sus propiedades culinarias, como a los beneficios que tienen para la salud su consumo como sustituto de las grasas de origen animal, tanto por la composición en ácidos grasos insaturados como debido a la presencia de compuestos como los biofenoles, esteroles y otros con actividad

 biológica positiva para la salud (Navas 2013). En los aceites de semillas, los ácidos grasos saturados se encuentran en menores porcentajes que los ácidos grasos mono y poliinsaturados, los cuales contribuyen a reducir los niveles de colesterol sanguíneo. Además, es importante señalar la presencia en los aceites de semilla del ácido α - linolénico (18:3, n - 3) que es el precursor de los ácidos grasos omega 3 cuyo consumo ha sido relacionado con beneficios para la salud del sistema cardiovascular (Halsted 2003). En el mercado existe una gran cantidad de aceites empleados para la preparación de los alimentos, entre los más importantes están los aceites de palma, maíz, soya, oliva, canola y girasol; utilizados bajo la forma simple o como mezclas de ellos.

En muchos vegetales se han detectado compuestos fitoquímicos con propiedades bioactivas, en los que se incluyen los polifenoles, flavonoides, carotenoides y fitoesteroles ( Ercigli et al . 2008 , Mandal et al . 2009). Estos últimos intervienen en el control del colesterol ligado a las lipoproteínas de baja densidad. Recientemente se ha revelado el impacto positivo que tiene su consumo en los ámbitos nutricionales debido al rol que desempeñan en la prevención de enfermedades cardiovasculares ( Boskou 2006, Ostlund 2007 ).

Estos componentes bioactivos también están presentes en los aceites vegetales vírgenes ( Yu et al . 2005, Fernández y Cabral 2007 ) , pero se pierden durante el procesamiento industrial , por lo que la mayoría de los aceites comerciales refinados carecen de sus componentes minoritarios (Navas 2013) . La incorporación de plantas aromáticas a sistemas alimenticios, resulta muy atractivo, debido a que en los alimentos ricos en lípidos insaturados, previenen o retardan el proceso de enranciamiento (Pastene et al . 2009). Este efecto es importante, no solo en términos de preservación, sino además por sus potenciales beneficios para la salud de los consumidores. Las especias son plantas aromáticas empleadas para sazonar y/o preservar diversos tipos de alimentos y también son usadas como medicina herbolaria. Las propiedades culinarias y o medicinales de las especias han sido atribuidas a diverso componentes, entre ellos los fitoquímicos (Mercado - Mercado et al . 2013). En este sentido, en el presente trabajo se planteó como objetivo enriquecer un aceite de maíz refinado adicionando sustancias con propiedades bioactivas provenientes de especias vegetales.

MATERIALES Y MÉTODOS

Materia prima

Se utilizó un aceite refinado de maíz obtenido en el comercio local. Las especias seleccionadas para el estudio fueron: ajoporro ( Allium porrum ), cebollín ( Allium schoenoprasum ), cilantro ( Coriandrum sativum ) y pimienta negra ( Piper nigrum ). Las primeras fueron secadas en una estufa a 80°C hasta alcanzar peso constante y luego se almacenaron en bolsas de papel en un lugar fresco y seco hasta el momento de su utilización.

Preparación de los a ceites condimentados

Masas de 50 g de cada especia seca fueron colocadas en frascos de color ámbar, donde luego se añadieron 100 mL del aceite refinado de maíz. Posteriormente la mezcla se dejó en maceración durante un mes en un lugar oscuro, con el fin de favorecer la difusión de los componentes bioactivos y volátiles desde la matriz sólida hacia el aceite. Una vez transcurrido este tiempo, el aceite condimentado se separó de la fase sólida por decantación y se filtró en papel Wathman cualitativo para obtener el aceite libre de partículas sólidas.

Determinaciones analíticas

Índices de calidad <<<<<<<<<<<<<

Para las determinaciones de acidez y valores de peróxidos (VP) del aceite de maíz condimentado y sin condimentar se siguió la metodología descrita en los siguientes reglamentos: Índice de Acidez, de a cuerdo con la norma Covenin 325: 2001 (Covenin 2001) . El Valor de peróxidos (VP) fue cuantificad o aplicando la norma Covenin 508: 19 97 (Covenin 1997) . Los valores de absorbancias en el ultravioleta ( K232 , K270 ), según: Commission of the European Communities , Regulation 2568/91 , a nexo IX (CEE 1991) , utilizando un espectrofotómetro Agilent 8453 con celdas de cuarzo de 1 cm de paso de luz.

Componentes minoritarios

Pigmentos

En un matraz aforado de 10 mL se pesaron 3,00 g del aceite de maíz y se llevó al volumen con ciclohexano. Inmediatamente se midió la absorbancia de la disolución en un espectrofotómetro Agilent 8453 a 670 nm empleando cubetas de cuarzote 1 cm (Mínguez - Mosquera et al. 1991).

El contenido de pigmentos (mg kg - 1 ) se obtuvo a partir de la siguiente ecuación:

Siendo A₆₇₀ la absorbancia medida a 670 nm, Vf el volumen final de ciclohexano, E1%, el coeficiente de extinción de clorofilas (ε = 613) y P el peso de la muestra en gramos.

Polifenoles

Los compuestos fenólicos, de 1 g de cada aceite condimentado, se extrajeron con 5 porciones de 10 mL de una mezcla metanol - agua (60:40). Las porciones fueron transferidas a un matraz aforado de 50 mL. Una alícuota de 1 mL de esta disolución fue transferida a un matraz aforado de 10 mL y se adicionaron 2 mL del reactivo de Folin - Ciocalteau. Una vez desarrollado el color azul, se midió la absorbancia a 725 nm. La concentración (mg kg-1 ) de los polifenoles totales en los aceites se calculó por interpolación a partir de una recta de calibrado previamente preparada en la mismas condiciones, empleando áci do cafeico como patrón ( Vá z quez et al . 1973).

Compuestos volátiles

Los compuestos volátiles fueron extraídos de las muestras de aceite por medio de microextracción en fase sólida (SPME). Los extractos fueron analizados por cromatografía de gases en un CG Agilent serie 4890 equipado con un detector de ionización de llama (FID). La separación de los compuestos volátiles se realizó mediante una columna capilar Supelcowax - 10 (30 m x 0,25 mm, Supelco Inc., USA). La identificación de los compuestos se realizó por comparación de los tiempos de retención de sustancias volátiles p uras comúnmente encontradas en la mayoría de las especias vegetales (Vichi et al . 2003).

Flavonoides totales

Para la determinación de estos biofenoles, se pesaron 2 gramos de aceite a los que se agregaron 90 m L de etanol a 70% y se agitó mecánicamente por dos horas. A una alícuota de 0,5 mL de este extracto se adicionaron 0,5 m L de AlCl 3 al 2% y se llevó a un volumen tota l de 25 mL con etanol al 70%. Se dejó en reposo a temperatura ambiente durante una hora y se midió la absorbancia a 420 nm. La concentración de flavonoides totales se estimó como equivalentes de quercetina por interpolación a partir de una curva de calibrado ( Ordoñez et al . 2006).

Todas las determinaciones analíticas fueron realizadas por tripli cado, los promedios, desviaciones estándar e intervalos de confianza fueron calculados empleando el programa TANAGRA (Rakotomalala 2005).

RESULTADOS Y DISCU SIÓN

Índices de calidad de los aceites evaluados

La calidad, según la Organización Internacional de Normalización en su norma ISO 9000: 2006 (ISO 2006 ), se define como el grado en el que un conjunto de características inherentes cumplen con los requisitos establecidos por las normas aplicables a cada caso. En este trabajo, la calidad de los aceite de maíz sin condimentar y condimentados fue medida a través del cumplimiento de la norma COVENIN vigente en Venezuela para características como porcentaje de acidez libre e índice de peróxidos en los aceites vegetales comestibles.

En el aceite refinado de maíz, el valor de acidez estuvo cercano a 0,1% (Tabla 1), que es el valor máximo permitido según la norma Covenin 30:1997 (Covenin 1997 ) para los aceites comercializados en Venezuela. La adición de las especies incrementó ligeramente este valor, debido a que a través de ellas se adicionan compuestos fenólicos de comportamiento ácido, como por ejemplo los ácidos cinámico, cafeico, gálico , entre otros, cuya presencia en estas y otras especies ha sido documentada ( Singh et al . 2004, Unver et al . 2009). Es necesa rio señalar asimismo, que la técnica analítica empleada en la cuantificación de la acidez total, no discrimina entre los ácidos grasos libres y cualquier otro compuesto ácido presente en la matriz oleosa, ya que al tratarse de una volumetría acido - base, se titulan todas las especies ácidas presentes, lo cual explica esos incrementos y que no pueden ser atribuidos a un posible deterioro de la calidad del aceite.

En cuanto a los valores del índice de peróxidos para todos los aceites evaluados, con y sin la adición de las especias, los resultados obtenidos no superaron los 3 meq O 2 kg-1 cumpliendo así con la norma Covenin 30:1997 (Covenin 1997), lo cual confirma que la adición de las especias no tiene ningún efecto negativo en el aceite refinado.

La determinación de la absorbancia en la región ultravioleta para obtener los valores de K232 y K270 , se emplea para determinar el grado de deterioro de un aceite vegetal, debido a que los productos primarios de la oxidación (peróxidos, hidroperóxidos y dienos conjugados) absorben radiación alrededor de los 232 nm. Mientras que los productos secundarios de la oxidación es decir, aldehídos, cetonas y ácidos, absorben a longitudes de onda más largas como por ejemplo 262, 268, 270 y 274 nm (Yahuaca - Juárez et al . 2013) .

Las absorbancias medidas en los aceites empleados en este estudio, produjeron valores de K232 y K270 por debajo de 2 y 1 respectivamente, los cuales son inferiores a los señalados por Vijayan et al . (1996) y Karoui et al . (2011), quienes al evaluar las propiedades ópticas de aceites refinados de maíz de buena calidad obtuvieron resultados de 3 y 2 para cada una de esas longitudes de onda.

Cuantificación de compuestos bioactivos

Pigmentos, polifenoles y flavonoides

Los pigmentos carotenoides y clorofílicos se encuentran casi exclusivamente en los aceites vírgenes, formando parte de los componentes minoritarios. Los carotenoides son los responsables del color amarillo de los aceites, mientras que las tonalidades verdosas son debidas a la presencia de la clorofila. Sin embargo , durante la refinación estos componentes son eliminados y, tal como se puede observar en la Tabla 2, el aceite refinado de maíz presentó cantidades no cuantificables

Tabla 2. Concentración de polifenoles totales, pigmentos y flavonoides totales (m

Por otro lado, la presencia de las especias en el mismo aceite refinado, produjo una mezcla de color verde intenso, que recuerda a la tonalidad verdosa del aceite de oliva, debido a la alta concentración de pigmentos presentes (17,08 a 21,03 mg kg-1 ) que provienen de la migración de estas moléculas desde la matriz sólida de la especia hacia la matriz oleosa. Es importante señalar que según Perry et al . (2005) , estos pigmentos contribuyen con un ligero efecto antioxidante en la estabilidad de los aceites vegetales.

Una situación diferente se produjo con el aceite condimentado con la pimienta negra, que mostró la menor concentración de pigmentos ( 1,55 ± 0,1 mg kg-1 ), ya que esta especia contiene una menor cantidad de compuestos clorofílicos.

Los polifenoles pertenecen a un grupo de sustancias químicas encontradas en las plantas, que se caracterizan por la presencia de más de un grupo fenol por molécula (Shahidi et al . 2006). Investigaciones sugieren que los polifenoles son antioxidantes con potencial beneficio para la salud, reduciendo el riesgo de enfermedades cardiovasculares (Arts y Hollman 2005). En este sentido, Valente et al . (2009) señalan que estos compuestos contribuyen a prevenir enfermedades como el cáncer, la arteriosclerosis, envejecimiento y proceso neurodegenerativos como la enfermedad del Alzheimer.

Bendary et al . (2013) y Murillo et al . (2013), señalan que el efecto antioxidante de los polifenoles puede ser explicado mediante mecanismos químicos en los que se desactivan radicales libres a consecuencia de la presencia de estructuras aromáticas en las moléculas fenólicas.

En este estudio se pudo comprobar que la adición de las especias al aceite refinado de maíz incrementó la concentración de polifenoles totales desde 0,98 mg kg-1 , para el aceite de maíz sin condimentar, hasta 7,35 mg kg-1 para el aceite condimentado con la pimienta negra, el cual también presentó la mayor concentración de flavonoides totales (12,41 ± 0,5 mg kg-1 ) si se compara con las concentraciones obtenidas para el aceite de maíz condimentado con las restantes especias.

Por ejemplo, los aportes del ajoporro, cebollin o cilantro fueron pocos significativos, con contenidos de polifenoles y flavonoides de 1,73 hasta 2,03 mg kg-1 y de 0,08 a 0,37 mg kg-1 de polifenoles y flavonoides respectivamente. Esta diferencia se debe al elevado contenido de biofenoles en la pimienta negra, que según Mercado - Mercado et al . (2013), contiene flavonoides totales entre 1,75 hasta 85,49 mg/100g.

Cuantificación de compuestos volátiles

El flavor y aroma de los aceites vegetales son generados por una serie de compuestos volátiles que poseen una masa molecular relativamente baja, tales como los aldehídos y alcoholes de cadena corta , los cuales son los responsables, por ejemplo, de las notas sensoriales verdes y frutados del aceite de oliva virgen (Sánchez y Salas 2000). En los aceites refinados, estos compuestos aromáticos también son eliminados durante el procesamiento industrial, obteniéndose después de desodorizados aceites inodoros y prácticamente incoloros si se compara con el mismo aceite virgen.

El aceite de maíz condimentado con ajoporro presentó la mayor concentración total de compuestos volátiles (Tabla 3), seguido del aceite de maíz tratado con cebollín, mientras que la adición de pimienta negra incrementó en menor medida la presencia de compuestos que contribuyen al aroma. Díaz - Maroto y Coello - Pérez (2006), señalan que los compuestos responsables del aroma se encuentran en los aceites volátiles; sin embargo, determinadas especias como la pimienta negra entre otras, deben su olor a las sustancias contenidas en sus oleorresinas, en las cuales, además de sus componentes volátiles se encuentran sustancias no volátiles, responsables de las distintas sensaciones olfato - gustativas producidas por la especia .

 

En el perfil de compuestos volátiles del aceite refinado de maíz, solos se detectaron los aldehídos, hexanal y 2 - met ilbutanal ( 0,29 ± 0,01 y 0,11 ± 0,01 μg g - 1 respectivamente ) que podrían ser debidos a las transformaciones que sufre el aceite durante el proceso de refinación y posterior almacenamiento.

La adición de las especias enriqueció al aceite de maíz con compuestos como los hidroca r buros lineales de seis y siete átomos de carbono, así como con alcoholes lineales del tipo pentanol, hexanol y heptanol. Luna (2006), señala que los alcoholes pudieran ser los responsables de la sensación picante que exhiben muchas plantas aromáticas.

Por otro lado, los terpenos representaron la fracción mayoritaria con la presencia del limoneno, dos isómeros del pineno α y β y el terpineno , siendo el primero de ellos el más abundante en todos los aceites condimentados, con valores de hasta 4,03 ± 0,2 μg g-1 para el aceite condimentado con ajoporro. Los terpenos son los metabolitos secundarios que dan las características organolépticas (aroma y sabor) de las plantas, derivan de la vía metabólica del ácido mevalónico y constituyen el grupo mas característico encontrado en los aceites volátiles de las especias ( Díaz - Maroto y Coello - Pérez 2006 ).

En general el ajoporro es la especia que modifica en mayor medida el perfil de compuestos volátiles del aceite de maíz refinado, seguido por el cebollín, mientras que el menor ap orte lo hace la pimienta negra.

CONCLUSIÓN

Los aceites de maíz condimentados fueron enriquecidos con compuestos bioactivos como polifenoles, flavonoides, los cuales no solo son beneficiosos para la salud del consumidor sino que también aportan aromas y sabores agradables, con notas a hierbas frescas y especias, lo que representa un valor agregado y contribuye a diversificar e n el país la existencia de aceites vegetales que pudieran entrar en la categoría de aceites vegetales tipo gourmet.

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