DEGRADACIN DE VITAMINAS A Y CAROTENOIDES TOTALES EN

DEGRADACIÓN DE VITAMINA A Y CAROTENOIDES EN ZANAHORIAS (Daucus Carota)
MINIMAMENTE PROCESADAS.
Autores
Campo, Germán Oscar; Caporgno, Martín Pablo (1)
Tutores
Montenegro Mariana, Marín Graciela (2)
(1) Estudiantes Ingeniería Química UTN Villa María, [email protected],
[email protected]
(2) Laboratorio de Química y Microbiología de la UTN Villa María- Av. Universidad 450. 5900
Villa María, Córdoba; lab_quí[email protected]
Resumen
En los últimos años se ha tomado mayor conciencia acerca de la relevancia que tiene para la
alimentación humana el consumo de productos frutihortícolas frescos lo que ha producido un
cambio en los hábitos alimentarios. Los vegetales sometidos a operaciones sencillas de selección,
lavado, corte, desinfección y envasado son denominados genéricamente vegetales mínimamente
procesados (VMP), siendo actualmente los de mayor crecimiento en demanda, debido
especialmente a su escaso y prácticamente nulo tiempo de preparación. La zanahoria (Daucus
carota) es una hortaliza ampliamente consumida en la forma de VMP, siendo rica en carotenoides
especialmente β-caroteno, responsables de su color naranja y precursores de vitamina A [ 1].
Resulta de interés desde el punto de vista nutricional, el estudio de los efectos de distintos
factores ambientales como la luz, el oxígeno y la temperatura causantes del deterioro de estos
compuestos [2]. El objetivo de este trabajo fue el estudio de la estabilidad de carotenoides y
vitamina A en zanahorias mínimamente procesadas, envasadas en bandejas recubiertas con film
de PVC, durante el período de exposición para la venta. Para el estudio fueron simuladas las
condiciones de góndola, en lo que respecta a iluminación y temperatura. Los carotenoides totales
fueron extraídos según el método de Rodríguez-Amaya [3] con acetona fría, filtrados, transferidos
a éter de petróleo, concentrados en un evaporador rotatorio y cuantificado por espectrofotometría
visible. El contenido de vitamina A fue calculado a partir de los carotenoides provitamina A [4]. Los
resultados y conclusiones de este trabajo serán transferidos a los productores con el fin de
optimizar las condiciones de almacenamiento (temperatura, iluminación y tiempo) bajo las cuales
el producto no sufre alteraciones sustanciales en su calidad nutricional.
Palabras clave: Zanahoria, Carotenoides, Vitamina A, Estabilidad
Introducción
Los carotenoides son pigmentos naturales sintetizados por plantas y microorganismos,
responsables de su coloración y precursores de compuestos químicos naturales originarios del
sabor de muchos alimentos. Ellos cumplen relevantes funciones a nivel biológico, tales como el
efecto antena en el proceso fotosintético de plantas superiores y otros organismos, y como
agentes antioxidantes [5- 8]. Desde el punto de vista nutricional, el rol mas importante de algunos
carotenoides es de actuar como provitaminas A [9].
La composición de carotenoides en vegetales está afectada por factores tales como variedad,
parte de planta a consumir, estado de maduración, clima o lugar geográfico de producción,
manejo cosecha y poscosecha, procesado y almacenamiento [10].
Debido a su estructura, los carotenoides están sujetos a cambios químicos inducidos por las
distintas condiciones de procesamiento que se emplean en la industria alimentaria. Por ello, desde
un punto de vista nutricional, es de gran importancia conocer qué factores intervienen en la
degradación de estos compuestos, ya que su pérdida, además de producir cambios en el color del
alimento, conlleva una disminución de su valor nutritivo [2].
Muchas de sus funciones biológicas pueden explicarse en función del extenso sistema de dobles
enlaces conjugados que presenta su estructura química, Figura 1.
Licopeno
β- caroteno
α- caroteno
Figura 1: Estructura Química de Carotenoides
Los carotenoides son estables en su ambiente natural, pero cuando son extraídos de los
alimentos en disolución de aceites o en disolventes orgánicos, se vuelven mucho más lábiles. Así,
se ha comprobado que los procesos de oxidación son más intensos cuando se pierde la integridad
celular, de forma que en alimentos vegetales triturados, la pérdida de compartimentación celular
los pone en contacto con sustancias que pueden modificarlos estructuralmente, e incluso destruir
los pigmentos [11]].
En cuanto a la principal función fisiológica de algunos carotenoides se destaca su acción
provitamina A. Esta vitamina liposoluble se relaciona estrechamente con la visión, el crecimiento y
el sistema inmunológico. En los alimentos se presenta de dos formas: como retinol (vitamina A) en
los de origen animal (leche, hígado, etc) y como carotenoides en los de origen vegetal que pueden
ser convertidos en retinol en el organismo. De los 600 carotenoides conocidos actualmente sólo
50 tienen actividad pro-vitamínica A. Las condiciones para poseer esta actividad provitamínica
son: anillos β-ionona y cadenas poliénicas de 11 átomos de carbono como mínimo, por ello el βcaroteno que presenta una estructura doble respecto de la molécula de vitamina A, posee la
mayor actividad pro-vitamínica A.
En 1976, FAO y WHO, sugirieron la relación de que 6 μg de trans β-caroteno en un alimento es
equivalente a 1 μg retinol [ 12 ]. Otros carotenoides comunes tales como β-criptoxantina y αcaroteno, tiene la mitad de la actividad provitaminica A de β-caroteno.
La OMS teniendo en cuenta el peso promedio de la población americana, recomienda una ingesta
diaria de vitamina A que depende del sexo, y de la edad: hombre 1000 μg/día; mujer 800 μg/día y
niño 740 μg/día [13].
Objetivo
Estudiar la estabilidad de carotenoides y vitamina A en zanahorias mínimamente procesadas,
cortadas y envasadas en bandejas de poliestireno recubiertas con film de PVC, durante el período
de siete días similar al de exposición para la venta .
Materiales y Métodos
Muestras
Se analizaron muestras comerciales de zanahorias (Daucus carota) mínimamente procesadas.
Preparación de la muestra
Se prepararon bandejas individuales de 5 g de muestra para cada análisis de manera de no
modificar las condiciones de atmósfera controlada. Las bandejas fueron almacenadas en heladera
con iluminación con luz visible a temperatura de 5 ± 1 ºC.
Reactivos y solventes
Oxido de magnesio para cromatografía Merck, sulfato de sodio anhidro marca Anedra. Como
solventes se emplearon acetona, éter de petróleo y éter etílico grado PA marca Cicarelli.
Procedimiento de extracción y cuantificación de carotenoides
Los carotenoides fueron extraídos con acetona fría en una procesadora, filtrados, transferidos a
éter de petróleo y concentrados en evaporador rotatorio a temperatura inferior a 40 ºC de acuerdo
a la metodología previamente descrita [14,15]. Todos los pasos en la extracción y análisis fueron
realizados en condiciones de iluminación restringida para evitar degradación de la muestra. Los
carotenoides fueron separados sobre una columna abierta (CA) de MgO:hyflosupercel (1:1)
desarrollada con concentraciones crecientes de éter etílico en éter de petróleo. Los compuestos
fueron identificados en función del orden de elución de la columna y de los máximos de absorción
en el espectro de absorción visible.
La cuantificación de los carotenoides se realizó por espectrofotometría UV-Visible, en un
espectrofotómetro Metrolab 1700 UV-vis, redisolviendo los extractos en un volumen conocido de
éter de petróleo. Los carotenoides totales se determinaron como β-caroteno usando un coeficiente
de absorción específico A1% = 2592 en éter de petróleo a 450 nm. Para α-caroteno se empleo un
A1% = 2800 a 444 nm en éter de petróleo.
Calculo del valor de vitamina A
El calculo fue basado sobre la actividad de vitamina A de cada carotenoide precursor (α-caroteno
y β-caroteno) de acuerdo a los factores de conversión dados por National Academy of SciencesNational Council Research [13].
Resultados y Discusión
Se determinó el contenido de carotenoides totales, α-caroteno y β-caroteno en zanahorias
mínimamente procesadas en función del tiempo de almacenamiento bajos las condiciones antes
mencionadas. La Tabla 1 muestra los resultados obtenidos del contenido de carotenoides totales,
α-carotenos, β-carotenos y vitaminas A en las muestras analizadas.
Tabla 1: Contenido de carotenoides totales, α-caroteno, β-caroteno y vitaminas A en zanahorias
mínimamente procesadas y expuestas a luz visible a 5±1 ºC, durante siete días.
Tiempo
(h.)
0
48
96
144
167
167 (oscuro)
Carotenoides
Totales (μg/g)
114,00
103,01
97,61
81,93
82,75
103,59
α-caroteno
(μg/g)
20,89
18,93
18,50
17,86
15,14
20,25
β-caroteno
(μg/g)
75,54
68,83
65,43
55,25
55,79
71,68
Vitaminas A
(EqR/g)
26,95
24,54
23,37
19,92
19,88
25,6
En la Figura se muestran 2A los perfiles cinéticos relacionados con la degradación de
carotenoides totales, α-caroteno y β-caroteno. Se observa una de gradación de aprox. 27% para
cada uno de ellos. En la Figura 2B está representado el consumo de vitamina A en equivalentes
de retinol por gramo de muestra, en oscuro y con luz a 5 ± 1 ºC.
30
120
A
B
27
80
Vit. A (EqR/g)
Carotenoides μg/g
100
60
20
10
24
21
18
0
50
100 150
tiempo (h)
0
50
100
150
tiempo (h)
Figura 2: (A) Consumo de carotenoides totales („), β-caroteno (|) y α-caroteno (z), durante el
almacenamiento con iluminación a 5 ºC; (B) Consumo de vitamina A en oscura (z) y luz (|) bajo
almacenamiento a 5 ºC.
Los resultados indican que bajo las condiciones experimentales fijadas, se observa un 25% de
degradación de vitamina A, influenciada básicamente por la degradación de β-caroteno principal
caroteno provitamina A.
Conclusiones
Los valores obtenidos para el contenido de α-caroteno (20.89 μg/g) y β-caroteno (75.54 μg/g) a
tiempo cero de almacenamiento, son concordantes con los informados en bibliografía para
muestras frescas de zanahoria [2,16]
En oscuro se observa una degradación del 5%, la cual sería causada por el oxígeno formando
productos de oxidación, principalmente carotenoides de cadena más corta y derivados
oxigenados.
Solo un 20% de degradación sería ocasionado por la luz produciendo fundamentalmente la
isomerización tras→cis, disminuyendo la actividad provitamina A [17].
Teniendo en cuenta la ingesta diaria recomendada por la OMS, para cubrir este requerimiento se
debería consumir 30 g de zanahoria fresca y 40 g de zanahoria con una semana de
almacenamiento, bajo nuestras condiciones experimentales.
Se propone seguir con los estudios para determinar las condiciones optimas de almacenamiento
de manera tal de obtener la menor degradación en el contenido de Vitamina A de las zanahorias
mínimamente procesadas.
Bibliografía
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