Extractos alcohólicos de soja fermentada. Propiedades antioxidantes

Extractos alcohólicos de soja fermentada.
Propiedades antioxidantes
Romero, Ana M. - Doval, Mirtha M. - Sturla, Mario A. - Judis, María A.
Facultad de Agroindustrias - UNNE.
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ANTECEDENTES
La oxidación de lípidos es un proceso sumamente complejo que da lugar a una gran variedad de cambios físico y
químicos. Es una reacción en cadena que puede ser descripta en etapas de inducción, propagación y procesos de
terminación. (Bondet et al, 1997)
Durante el período de inducción son formados radicales alquilos y peroxilos. La producción de suficientes especies
reactivas dispara la fase de propagación, donde los ácidos grasos insaturados, que son particularmente susceptibles a la
abstracción de un hidrógeno en el carbono α con respecto a un doble enlace, dan como resultado la formación de
hidroperóxidos al ser atacados por el oxígeno en esas posiciones. Las especies radicalarias intermedias se pueden
estabilizar por resonancia, dar lugar al reordenamiento de dobles enlaces y producir dienos conjugados. La
descomposición de los hidroperóxidos genera nuevos radicales que contribuyen a extender la fase de propagación.
Finalmente, cuando la concentración de radicales libres llega a ser suficientemente grande, éstos reaccionan entre sí
para formar productos más estables, como compuestos carboxílicos y carbonílicos volátiles. (Madsen et al, 1997)
La secuencia completa descrita es la responsable de las alteraciones organolépticas y nutricionales de los alimentos
debido a la producción de compuestos de sabor y olor desagradables, a la desaparición de ácidos grasos esenciales y a la
formación de productos potencialmente tóxicos.
Un camino eficiente para retardar la oxidación es la captura de los radicales libres generados en la fase de propagación
por acción de sustancias antioxidantes. El nivel crítico necesario de tales antioxidantes primarios
para ser efectivos en un producto, corresponde a la concentración que permita inhibir la reacción en cadena disparada
por el proceso de iniciación.
Los compuestos fenólicos actúan como antioxidantes primarios por donación de un hidrógeno a los radicales libres
lipídicos, generándose un radical libre antioxidante de mayor estabilidad debido a la deslocalización del electrón
desapareado en el anillo aromático. Entre los compuestos fenólicos podemos mencionar a los isoflavonoides y
flavonoides que se encuentran generalmente en la naturaleza en forma de glicósidos y a los ácidos fenólicos (Decker,
1995). Además de capturar y estabilizar radicales libres activamente, otros factores como la absorción característica de
luz ultravioleta y la capacidad para quelar metales contribuyen significativamente a la actividad antioxidante de los
mismos (Cheng and Ahn, 1998). La inhibición de enzimas prooxidantes como la lipooxigenasa también es atribuída a
estos compuestos. (Maillard et al, 1996)
Durante la década pasada, extractos de varias especias han sido comercializados como antioxidantes en la industria
alimentaria debido a su contenido en polifenoles, pero la mayor objeción contra el uso de las mismas para tal fin en los
alimentos es el característico aroma que dan a los productos, lo que limita la cantidad que puede ser adicionada.
(Madsen et al, 1997).
Principios antioxidantes producidos durante la fermentación en la preparación del natto, un tradicional alimento japonés
obtenido de semillas de soja fermentadas, han sido reportados, probándose su efectividad sobre modelos de ácidos
grasos insaturados y tejidos biológicos. Dicho efecto antioxidante fue atribuido a la acción de compuestos del tipo de
polifenoles, presentes en los extractos crudos (Hattori et al, 1995).
En informes previos hemos reportado el efecto antioxidante de extractos de soja fermentados sobre grasa de cerdo, y
determinado además, el contenido de polifenoles de los mismos (Romero y col, 2001).
El presente trabajo tiene como objetivo determinar el efecto antioxidante del extracto alcohólico de soja fermentado con
Saccharomyces cerevisiae (ATCC 32052), sobre la oxidación lipídica del ácido linoleico y comparar la eficacia
antioxidante ejercida en este caso, con la obtenida en el sistema de grasa de cerdo.
MATERIALES Y METODOS
Preparación del extracto crudo de soja fermentada: Las semillas de soja, obtenidas de un semillero de la zona, fueron
maceradas en agua a temperatura ambiente durante 24 horas y luego esterilizadas en autoclave a 1 atm. de presión por 1
hora. El sustrato obtenido, fue fermentado utilizando la técnica del precultivo con Saccharomyces cerevisiae (ATCC
32052) durante 24 horas. El producto resultante fue extraído con etanol 96° en una relación 1: 1 y concentrado al vacío
a una temperatura menor a los 50 °C.
Sistema modelo:
Ácido linoleico: cis-9,12-octadecadienoico (CN Biomedicals Inc. de 65% de pureza) distribuído en recipientes abiertos,
de aproximadamente 10 g c/u con una relación superficie:masa de 1,56 cm2/g y colocados en estufa a 80 °C en
condiciones estáticas y de oscuridad, con el objeto de provocar una oxidación acelerada
Evaluación de la actividad antioxidante: Para evaluar la actividad antioxidante, fracciones del extracto crudo de soja
fermentada fueron adicionados en concentraciones de 0; 0,25; 0,5 y 1 % p/p al sistema modelo. BHA al 0,01 % fue
utilizado como control. La oxidación lipídica se llevó a cabo muestreando cada 30 min. durante 2 horas y el
seguimiento de la misma se realizó a través de la determinación del valor de peróxidos (VP) según la técnica IDF-FIL
74A: 1991 expresando sus resultados en miliequivalentes de peróxido por Kg de muestra, con el objeto de obtener
unidades comparables con los valores obtenidos en el sistema grasa de cerdo.
Análisis estadístico: El análisis de los datos fue realizado utilizando la metodología de superficie de respuesta con el
software STATGRAPHICS Plus Profesional Versión B 4.0 para Windows. El diseño experimental fue un multinivel
factorial, en el cual las variables independientes fueron la Concentración del antioxidante en % (C ) y el tiempo
transcurrido (T), mientras que la variable de respuesta fue el Valor de Peróxido (VP).
DISCUSION DE LOS RESULTADOS
Efecto antioxidante
Los valores de peróxido obtenidos del seguimiento de la oxidación del ácido linoleico con y sin antioxidante se
aprecian en la Tabla 1.
Tabla 1. Evolución de los Valores de Peróxido durante la oxidación
Tiempo
(horas)
0
0,5
1
1,5
2
Concentración
0%
0,40267629
4,97929278
12,8062689
21,2760854
25,2651567
0,25%
0,40267629
4,78955853
14,2264298
16,4926254
23,3796123
0,50%
0,40267629
3,16868474
13,1760373
13,9074833
22,1906314
1%
0,40267629
6,30707525
13,9333607
11,8591042
18,1368394
Según se puede observar, el agregado del extracto alcohólico ejerció el mayor efecto antioxidante a la 1,5 hs para la más
alta concentración ensayada, con un porcentaje de reducción del 44,26 % del valor de peroxido con respecto al ácido sin
aditivo.
Además, es posible advertir que hasta la primera hora dicho agregado no ejerció ningún efecto antioxidante, y que el
desarrollo de los peróxidos en el ácido sin aditivos no evidenció la existencia de una etapa de inducción en la evolución
de los mismos, manifestando también una constante de velocidad de reacción muy alta.
Por otra parte el análisis de la varianza para la respuesta considerada, nos indica que ambas variables Concentración y
Tiempo, como así también la interacción C x T, poseen un efecto altamente significativo, con un R2 (ajustado)= 95,3 %
(Tabla 2).
Tabla 2. ANOVA para la respuesta Valor de peroxido
Fuente de Variación
F
p
C: Concentración
12,03
0,0179
T : Tiempo
141,73
0,0001
CxT
11,45
0,0196
Del análisis de la superficie de respuesta y de los efectos principales (Fig.1) surge el indicio de que si bien la
Concentración del antioxidante agregado ejerce un efecto significativo sobre la reducción de los hidroperóxidos, es el
Tiempo el que influye en mayor medida y con efecto inverso.
Fig 1. Influencia de los Efectos principales y Superficie de respuesta estimada para VP.
La eficacia antioxidante, para las 1,5 horas (Fig. 2), fue estimada teniendo en cuenta el efecto antioxidante de cada una
de las concentraciones del extracto como el porcentaje de ácido no oxidado en el sistema modelo con respecto al control
de oxidación sin antioxidante, de acuerdo a la siguiente fórmula:
Efecto antioxidante = VP control sin antioxidante – VP con antioxidante x 100
VP control sin antioxidante
Comparación de la Eficacia antioxidante en los sistemas alimentarios estudiados
En la Fig. 2 se encuentran representados los valores de eficacia calculados para las distintas concentraciones de extracto
ensayadas en los sistemas grasa de cerdo y ácido linoleico. En ella es posible observar que para el sistema del ácido
linoleico la misma resultó ser menor que para el sistema grasa de cerdo.
Este comportamiento podría atribuirse al hecho de que en un sistema complejo como la grasa de cerdo el antioxidante
agregado podría potenciarse con algún compuesto antioxidante minoritario presente en el mismo, o porque el
compuesto fenólico agregado a través del extracto ejerce un efecto retardador selectivo. Esto concuerda con lo
informado oportunamente por Hattori et al, 1995, para extractos de soja fermentado con Bacillus natto sobre ácido
linoleico, ácido linolénico y DHA (ácido 4,7,9,10,13-docosahexanoico).
80
% Reducción
70
60
50
40
30
20
10
0
0
0,5
1
Concentración del extracto (%)
Acido linoleico
Grasa de cerdo
Fig 2. Eficacia antioxidante del extracto alcohólico de soja fermentada
CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos en el presente ensayo demuestran que el extracto alcohólico de soja fermentada con
Saccharomyces cerevisiae (ATCC 32052) posee efecto antioxidante. Su eficacia varía con la concentración del extracto
agregado y con el sistema alimentario estudiado.
BIBLIOGRAFIA
Bondet,V.; Brand-William, W. and Berset, C. (1997) Kinetics and Mechanisms of Antioxidant Activity using the
DPPH Free Radical Meted. Lebensmittel Wissenschaft und Technologie. 30: 609-615
Cheng, X. and Ahn, D. (1998) Antioxidants Activities of Six Natural Phenolics Againts Lipid Oxidation Induced by
Fe2+ or Ultraviolet Light JAOCS. 75: 1717-1721
Decker, E. (1995) The Role of Phenolics, Conjugated linoleic Acid, Carnosine, and Pyrroloquinoline Quinone as
Nonessential Dietary Antioxidants. Nutrition Reviews. 53:49-58
FIL-IDF. (1991) Determination of peroxide value in anhydrous milkfat. 74A:1991
Hattori,T.; Ohishi,H.; Yokota, T; Ohoami, H. and Watanabe, K. (1995) Antioxidative Effect of Crude Antioxidant
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Madsen,, H.; Bertelsen, G. and Skibsted, L. (1997) Antioxidative Activity of Spices and Spice Extracts. ACS
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Maillard, M.; Soum, M.; Boivin, P. and Berset, C. (1996) Antioxidant Activity of Barley and Malt: Relationship with
Phenolic Content. Lebensmittel Wissenschaft und Technologie. 29: 238-244
Romero, A.; Doval, M.; Sturla, M.; Andreo, A. y Judis, M. (2001) Eficiencia Antioxidante de Extractos Fenólicos de
Soja Fermentada. Reunión de Comunicaciones Científicas y Tecnológicas.