ALFA. Revista de Investigación en Ciencias
Agronómicas y Veterinarias
Mayo-agosto
2024 / Volumen 8, Número 23
ISSN:
2664-0902 / ISSN-L: 2664-0902
https://revistaalfa.org
pp. 404 –
413
Caracterización del contenido de polifenoles
y capacidad antioxidante del aceite de diez variedades de quinua (Chenopodium quinua)
Characterization of the polyphenol
content and antioxidant capacity of the oil of ten varieties of quinoa
(Chenopodium quinoa)
Caracterização do teor de polifenóis
e capacidade antioxidante do óleo de dez variedades de quinoa (Chenopodium
quinoa)
Alfonso Ruiz Rodríguez
alfonso.ruiz@unh.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-0852-5878
Zebina Leandro De la Cruz
zebina.leandro@unh.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-6414-7277
Perfecto Chagua Rodríguez
pchagua@unaat.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-2668-9737
Universidad Nacional de Huancavelica. Huancavelica, Perú
Artículo recibido 5 de marzo 2024 | Aceptado 8 de abril 2024 | Publicado
2 de mayo 2024
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o revisa este artículo en:
https://doi.org/10.33996/revistaalfa.v8i23.273
RESUMEN
La quinoa
(Chenopodium quinua), al igual que otros cereales, puede emplearse para la
obtención de medicamentos y productos con gran valor nutricional. El objetivo
de esta investigación fue caracterizar el contenido de polifenoles y la
capacidad antioxidante de diez variedades de aceite de quinua, Blanca Junín,
INIA 433, Hualhuas, Blanca criolla, Salcedo, Mantaro, Chupaca, Huancayo, Rosada
Junín, Pasankalla, determinando sus propiedades fitoquímicas para su posible
aplicación alimentaria e industrial. Los resultados revelaron una
variabilidad significativa en los niveles de polifenoles entre las distintas
variedades, se destacó Blanca Criolla (33.94±0.07 mg/g) por su alto contenido
de polifenoles y una notable capacidad antioxidante; en contraste, la variedad INIA-433
(28.27± 0.05mg/g) presenta la menor cantidad de estos compuestos. Se comprueba
una correlación positiva, significativamente alta, entre la capacidad
antioxidante y el contenido de polifenoles, lo que fortalece la confiabilidad
de los métodos de evaluación utilizados en las variedades de aceite de quinua
examinadas. Se resalta la relevancia de seleccionar variedades con altos niveles
de polifenoles para aplicaciones que busquen propiedades antioxidantes.
Palabras clave: Capacidad antioxidante; Método de captación
antioxidante; Polifenoles; Quinua
ABSTRACT
Quinoa (Chenopodium
quinoa), like other cereals, can be used to obtain medicines and products with
great nutritional value. The objective of this research was to
characterize the polyphenol content and antioxidant capacity of ten varieties
of quinoa oil, Blanca Junín, INIA 433, Hualhuas, Blanca criolla, Salcedo,
Mantaro, Chupaca, Huancayo, Rosada Junín, Pasankalla, determining their
properties phytochemicals for possible food and industrial application. The results
revealed a significant variability in the levels of polyphenols between the
different varieties, Blanca Criolla (33.94±0.07 mg/g) stood out for its high
polyphenol content and notable antioxidant capacity; In contrast, the INIA-433
variety (28.27± 0.05mg/g) presents the lowest amount of these compounds. A
significantly high positive correlation is found between antioxidant capacity
and polyphenol content, which strengthens the reliability of the evaluation
methods used in the quinoa oil varieties examined. The relevance of selecting
varieties with high levels of polyphenols for applications that seek
antioxidant properties is highlighted.
Keywords: Antioxidant capacity; Antioxidant uptake method; Polyphenols; Quinoa
A quinoa (Chenopodium quinoa), assim como outros cereais, pode ser
utilizada para obtenção de medicamentos e produtos de grande valor nutricional.
O objetivo desta pesquisa foi caracterizar o teor de polifenóis e a
capacidade antioxidante de dez variedades de óleo de quinoa, Blanca Junín, INIA
433, Hualhuas, Blanca criolla, Salcedo, Mantaro, Chupaca, Huancayo, Rosada
Junín, Pasankalla, determinando suas propriedades fitoquímicas para possível
aplicação alimentar e industrial. Os resultados revelaram uma
variabilidade significativa nos níveis de polifenóis entre as diferentes
variedades, Blanca Criolla (33,94±0,07 mg/g) destacou-se pelo seu elevado teor
de polifenóis e notável capacidade antioxidante; em contrapartida, a variedade
INIA-433 (28,27± 0,05mg/g) apresenta a menor quantidade destes compostos. Foi
encontrada uma correlação positiva significativamente elevada entre a
capacidade antioxidante e o teor de polifenóis, o que reforça a fiabilidade dos
métodos de avaliação utilizados nas variedades de óleo de quinoa examinadas.
Destaca-se a relevância de selecionar variedades com altos teores de polifenóis
para aplicações que buscam propriedades antioxidantes.
Palavras-chave: capacidade antioxidante; método de absorção de antioxidantes;
polifenóis; Quinoa
INTRODUCCIÓN
La quinua (Chenopodium quinua) es un
cultivo ancestral en la región andina, reconocida por su alto valor nutricional
y sus beneficios para la salud, debido a su contenido en compuestos bioactivos,
como los polifenoles, conocidos por sus propiedades antioxidantes, por ello, el
aceite extraído de la quinua ha ganado interés por sus posibles aplicaciones en
la industria alimentaria y sus numerosos beneficios en la prevención del riesgo
cardiovascular, la diabetes y el cáncer, como plantean Pathan y Siddiqui (1) y García et al. (2). Posee, además, efectos antiinflamatorios y, debido a
su color, se puede utilizar en la fabricación de complementos alimenticios (3, 4).
El aceite de quinoa contiene una alta
concentración de antioxidantes como α- y γ-tocoferol, lo que garantiza un
potencial antioxidante natural a nivel de la membrana celular, protegiendo los
ácidos grasos contra el daño de los radicales libres (5). Por otro lado, la composición fitoquímica de las
plantas está influenciada por diversos factores ambientales, en particular,
depende principalmente de diferentes metabolitos, que difieren según las áreas
de cultivo (6). Estas moléculas pueden tener un fuerte impacto en la
calidad de los aceites según sus variedades y poseer efectos beneficiosos,
potenciales para la salud del consumidor (7).
Estos hallazgos podrían tener
implicaciones significativas en el desarrollo de alimentos funcionales, como
ingredientes que ofrecen beneficios para la salud y superan de su valor
nutricional. Teniendo en cuenta sus propiedades, los productos alimenticios
ricos en antioxidantes son muy apreciados porque pueden actuar como
eliminadores de especies reactivas de oxígeno (ROS) (8). La capacidad antioxidante de los compuestos
fenólicos implica una combinación de diferentes mecanismos que incluyen la
eliminación de radicales libres, la donación de átomos de hidrógeno, la
extinción de oxígeno único, la quelación de iones metálicos y actividades como
sustrato de oxidación (9).
De ahí que, la investigación sobre el
contenido de polifenoles y la capacidad antioxidante en aceites de distintas
variedades es fundamental para comprender su potencial nutricional y sus
aplicaciones industriales (10). Sin embargo, la variabilidad en estos compuestos
entre diferentes variedades de quinua y su correlación con la capacidad
antioxidante en el aceite no ha sido adecuadamente estudiada, lo que impide
aprovechar completamente su potencial nutricional y teapéutico (11). El objetivo de esta investigación fue caracterizar
el contenido de polifenoles y la capacidad antioxidante de diez variedades de
aceite de quinua (Chenopodium quinua),
determinando sus propiedades fitoquímicas para su posible aplicación
alimentaria e industrial.
MATERIALES Y MÉTODOS
El diseño
de la investigación es de tipo experimental. La muestra estuvo conformada por
el material biológico de diez variedades de quinua: Hualhuas,
Chupaca, Mantaro, INIA-433, Rosada Junin, Huancayo, Salcedo, Pasankalla, Blanca
Criolla, Blanca de Junín, cultivadas en el año 2022, en la provincia de
Acobamba, ubicada a 1423 msnm. Las semillas de quinua se molieron hasta obtener
un polvo fino, usando un molino de ciclón (CT 293 Cyclotec), pasados por un
tamiz de 2 mm.
Técnicas y procedimientos
Extracción del aceite
Se realizó siguiendo el procedimiento
oficial descrito en la metodología AOAC (2003.05) (12). Utilizando un equipo de extracción Soxhlet
(Soxtherm, Gerhardt, Bonn, Alemania). Todas las mediciones fueron llevadas a
cabo en tres repeticiones.
Extracción de fenólicos del
aceite
Se realizó siguiendo el procedimiento
de Chen et al. (13), que consistió en colocar 500 mg de aceite en una
probeta y disolver en 2 ml de n-hexano, luego se realizó la extracción con 3 ml
de solución de metanol/agua (4:1 v/v). Después de 10 minutos de agitación, los
tubos se centrifugaron a 3000 rpm durante 10 minutos. Se recogió la fase
alcohólica y se repitió la extracción dos veces. Las fracciones recolectadas se
combinaron y se lavaron con 3 ml de n-hexano para eliminar el aceite residual.
Determinación del contenido
de polifenoles
El contenido de polifenoles total de
los extractos metanólicos se determinó utilizando el método de descrito por Singleton
y Rossi (14). Para la determinación del contenido de polifenoles
se mezclaron 50 μL con 250 μL del reactivo Folin-Ciocalteu 1 N (grado
analítico, Merck). Se dejó reposar 8 minutos y luego se añadió 750 µL de Na2CO3
al 20% y 950 µL de agua destilada. Se incubó durante 30 min a temperatura
ambiente y se leyó la absorbancia en un espectrofotómetro UV/VIS Shimadzu
U-1900. Se preparó una curva de calibración para Ácido Gálico (Sigma-Aldrich,
Alemania) con concentraciones de 50, 100, 200, 300, 400, 500 y 1000 ppm. Los
resultados se expresaron en mg de Equivalentes de Ácido Gálico (GAE)/g aceite.
Determinación de la capacidad
antioxidante
La actividad antioxidante de los
extractos metanólicos se determinó utilizando el método de eliminación de
radicales libres DPPH, propuesto por Brand-Williams et al. (15), se colocaron juntos 100 µl de muestra y 2,9 ml de
DPPH (solución 100 mM de DPPH en metanol al 80 %) (Sigma Aldrich) en una celda.
La absorbancia (espectrofotómetro UV/VIS Shimadzu U-1900) se controló cada 5
min durante 30 min a una longitud de onda de 515 nm. Para expresar los
resultados como calibración de aceite mM Trolox/L. Las curvas se prepararon
utilizando 0,1 ml de soluciones metanólicas de Trolox en el rango 0–1 mM/L. Se
tomó en consideración la absorbancia después de 10 min de incubación con
radical DPPH (2,4 ml). La linealidad se encontró hasta 0,8 mM/L concentración
de trolox y se calculó la ecuación.
Análisis estadístico
Se utilizó la estadística descriptiva para analizar los
resultados experimentales, se informaron como valores medios con sus
correspondientes desviaciones estándar. Se probó la significancia de las
diferencias entre las variables mediante análisis multivariado y la prueba de
Tukey, utilizando el software estadístico SPSS versión 27. Las diferencias en p
< 0,05 se consideraron significativas. También se calcularon los
coeficientes de correlación de Pearson (r) para indicar el grado de asociación
de las variables.
RESULTADOS
Contenido de Polifenoles
Los polifenoles son uno de los
componentes más importantes de la quinua (Chenopodium quinoa) en virtud de su capacidad antioxidante. La
Tabla 1 resume el contenido de fenólicos totales del aceite de las diez
variedades estudiadas.
Tabla 1. Contenido de polifenoles
del aceite de diez variedades de quinua (Chenopodium
quinoa).
|
Variedades |
Contenido de Polifenoles (mg eq. ácido gálico/g
aceite) |
±SD |
|
INIA-433 |
28.27a |
0.05 |
|
Mantaro |
28.41a |
0.03 |
|
Pasankalla |
28.51b |
0.00 |
|
Salcedo |
28.71b |
0.03 |
|
Rosada Junín |
29.30c |
0,02 |
|
Hualhuas |
32.29d |
0,02 |
|
Chupaca |
32.50e |
0.02 |
|
Huancayo |
32.70f |
0.03 |
|
Blanca Junín |
32.99g |
0.07 |
|
Blanca Criolla |
33.94h |
0.14 |
Nota. Cada valor en la tabla representa la
media de tres réplicas ± SD.
Los datos presentados muestran el contenido de
polifenoles en diferentes variedades de aceite, seguido de letras que
representan grupos estadísticamente similares según la prueba de Tukey. Las
letras asociadas a cada cifra representan grupos estadísticamente diferentes,
aquellas variedades con letras iguales o similares no muestran diferencias
significativas en su contenido de fenoles, mientras que a medida que las letras
cambian, se indica un aumento significativo en la cantidad de polifenoles para
p<0.05. Las variedades INIA-433 y Mantaro (28.27 ± 0.05, 28.4 ± 0.03 mg/g) respectivamente tienen cantidades comparables y
representan las variedades con valores más bajos de polifenoles, mientras que
Blanca Criolla (33.94 ± 0.07 mg/g) muestra significativamente mayor contenido
en relación con las otras variedades.
Capacidad Antioxidante por 2,2-Difenil-1-Picrilhidracilo
El radical libre estable
2,2-Difenil-1-Picrilhidrazilo (DPPH), se utiliza para evaluar la capacidad
antioxidante de alimentos y compuestos, y puede medir su potencial para inhibir
la reacción de DPPH con otros radicales. En la Tabla 2 se muestran los valores
de inhibición del DPPH del aceite de las diez variedades de quinua.
Tabla 2. Actividad
eliminadora de radicales DPPH del aceite de diez variedades de quinua (Chenopodium quinoa).
|
Variedades |
DPPH (mg eq. Trolox/g de
aceite) |
±SD |
|
INIA-433 |
18.52a |
0.91 |
|
Mantaro |
18.70b |
0.20 |
|
Pasankalla |
18.90c |
0.34 |
|
Salcedo |
19.07d |
0.34 |
|
Rosada Junín |
19.17d |
0.34 |
|
Hualhuas |
22.68e |
0.34 |
|
Chupaca |
23.05f |
0.60 |
|
Huancayo |
23.35g |
0.12 |
|
Blanca Junín |
23.59h |
0.20 |
|
Blanca Criolla |
23.93i |
0.40 |
Nota. Cada valor en la tabla representa la media de
tres réplicas ± SD.
De acuerdo a la Tabla 2, los valores obtenidos
muestran que hay diferencias significativas entre las variedades. Las
variedades INIA-433 y Mantaro (18.52 ± 0.91, 18.70 ± 0 .20 mg/g),
respectivamente, presentan niveles similares, mientras que Blanca Criolla
(23.93 ± 0.40 mg/g) exhibe la mayor capacidad antioxidante, seguida por otras
variedades como Blanca Junín, Huancayo y Chupaca (23.59 ± 0.20, 23.35 ± 0.12,
23.05 ± 0.60 mg/g). Estos hallazgos respaldan la idea de que ciertas variedades
pueden ofrecer una mayor protección antioxidante, debido a su capacidad para
neutralizar los radicales libres, lo que puede tener implicaciones beneficiosas
para la salud y la producción de medicamentos basados en estos compuestos. Por
lo tanto, es importante conocer la variedad de planta con mayor concentración
de antioxidantes, ya que será más eficiente en la producción de medicamentos
basados en estos compuestos.
Correlación entre ensayos
Para determinar la correlación entre
las concentraciones de polifenoles y la actividad antioxidante de las diez
variedades de aceite de quinua (Chenopodium quinoa), se calculó el coeficiente
de correlación de Pearson. El coeficiente de correlación (Rho de Pearson)
reveló una correlación positiva significativamente alta (r =0,997, p <
0,05), lo que indica que producen valores comparables para sus constituyentes
fenólicos y capacidad antioxidante.
DISCUSIÓN
La variabilidad en el contenido de
polifenoles puede ser causada por diversos solventes debido a la diferente
solubilidad de los compuestos fenólicos, que está directamente relacionada con
la compatibilidad de los compuestos con el sistema solvente. Incluso la
naturaleza de la muestra de extracción (solidez, pH, temperatura) puede ser un factor
que afecta la solubilidad de estos compuestos (16). De la misma manera Bertelli et al. (17), indican que los diferentes contenidos de polifenoles
en cada alimento pueden cambiar mucho según la variedad, la agricultura y las
condiciones de almacenamiento.
Sin embargo, debido a la complejidad
de este amplio grupo de metabolitos vegetales, muchos polifenoles siguen sin
identificarse. Como resultado, la información en la literatura sobre el
contenido y la composición de los polifenoles en los alimentos vegetales no
sólo es incompleta, sino también contradictoria y difícil de comparar. Chen et
al. (13), encontró valores para 28 variedades de aceite de
quinua con alto contenido de polifenoles que oscilaron entre (60 mg/g de
aceite) para las variedades QuF9P39-72 y Puno, mientras que Kaslaea y Titicaca
tuvieron contenidos más bajos (13 y 20 mg/g de aceite), respectivamente, lo que
representa los dos extremos de las 28 variedades estudiadas por los autores.
Los resultados de la presente
investigación están dentro del rango obtenido por los autores anteriores,
considerando altos contenidos de polifenoles para las diez variedades
analizadas de aceite de quinua (Chenopodium quinoa). Dada la cantidad de
fenoles elevados, según los Institutos Nacionales de Salud, un adulto debe
consumir 1,6 g por día, por lo tanto, el aceite de quinua cubriría una cuarta
parte de sus necesidades. Se coincide con Castaño
et al. (18), al considerar al aceite de quinua como un producto
vegetal con propiedades funcionales, estos hallazgos pueden ser relevantes para
la producción de medicamentos basados en estos compuestos y para la nutrición
humana.
Al analizar la capacidad antioxidante
de la quinua, Chen et al. (13), encontró valores para 28 variedades de aceite de
quinua con alto contenido de actividad antioxidante que oscilaron entre 10 mg/g
para la variedad Titicaca a 33 mg/g de la variedad blanca y valores muy
similares a lo reportado para las variedades de cabeza roja con 21.0 mg/g, QuF9P1-20
con 21.7 mg/g, cereza vainilla 24.4 mg/g, QuF9P39-64 24.0 mg/g y vainilla
francés 23.2 mg/g. La variabilidad en la actividad antioxidante entre
diferentes variedades puede estar influenciada por varios factores, la genética
y composición química.
Las variedades de plantas pueden
tener diferentes perfiles químicos y composiciones genéticas que impactan
directamente en la cantidad y tipos de antioxidantes presentes en sus aceites. Se
coincide con Sarker et al. (19), al considerar que algunas variedades pueden tener
niveles más altos de compuestos antioxidantes que otras. Los factores
ambientales, así como como las condiciones de crecimiento, la calidad del
suelo, la temperatura, la luz solar y el agua, pueden influir en la producción
de compuestos antioxidantes en las plantas. Variaciones en estos factores
ambientales pueden dar lugar a diferencias en la cantidad de antioxidantes
presentes en las variedades (20).
Se concuerda con Škevin et al. (21), que tiene en cuenta la madurez de la planta en el
momento de la cosecha y las técnicas de extracción del aceite, ya que estas pueden
influir en la cantidad y calidad de los antioxidantes presentes. Interacciones
complejas, la actividad antioxidante puede ser el resultado de la interacción
entre múltiples compuestos presentes en el aceite. Esto puede hacer que ciertas
variedades exhiban una actividad antioxidante más alta debido a combinaciones
únicas de compuestos antioxidantes (22). Estos factores y posiblemente otros, aún no
identificados, pueden contribuir a las diferencias en la actividad antioxidante
entre diferentes variedades de aceite. Comprender estas diferencias es crucial
para seleccionar las variedades con mayor potencial antioxidante para
beneficios nutricionales y aplicaciones en la industria alimentaria y de salud.
La fuerte correlación determinada en
la presente investigación entre los polifenoles y capacidad antioxidante podría
deberse a la posibilidad de transferencia de un solo electrón, a pesar de sus
mecanismos únicos, lo que concuerda con los resultados de Dudonné et al. (23), quienes encontraron previamente una correlación
similar para extractos de plantas. Varios autores como Kılıçgün et al. (24), han informado de correlaciones positivas más
directas entre los resultados de la capacidad antioxidante encontrados después
de la evaluación con diferentes métodos en una amplia gama de materiales
vegetales y productos alimenticios, demostrando que la actividad antioxidante
de los extractos de plantas se correlaciona con los fenólicos totales.
De manera general Khodja et al. (25), dan a conocer que los aceites de plantas con una
alta capacidad antioxidante también mostrarían altos contenidos fenólicos.
Similar en el estudio de Silenzi et al. (26), la actividad biológica de los polifenoles del aceite
vegetal está fuertemente correlacionada con sus propiedades antioxidantes y
antiinflamatorias, ya que podrían reducir el conjunto de especies reactivas de
oxígeno, al actuar como rompedores de cadenas, captadores de radicales, quelantes,
y contrarrestar los procesos inflamatorios asociados con la aparición y
progresión de varias condiciones patológicas. Finalmente, en el trabajo de Tavakoli
et al. (27), sobre la actividad antioxidante del aceite de
semillas, se informó una correlación directa entre el contenido de fenólicos y
la capacidad de eliminación de radicales.
CONCLUSIONES
La caracterización de las diez
variedades de aceite de quinua (Chenopodium
quinoa), en cuanto a polifenoles y capacidad antioxidante, permite
comprobar la presencia de niveles variables de polifenoles, donde la variedad
Blanca Criolla (33.94 ± 0.07 mg/g) destaca por el alto contenido de polifenoles,
mientras que INIA-433 y Mantaro (28.27 ± 0.05, 28.4 ± 0.03 mg/g)
muestran los valores más bajos y comparables entre sí.
En relación a la capacidad antioxidante las
variedades INIA-433 y Mantaro (18.52 ± 0.91,
18.70 ± 0 .20 mg/g), muestran menor capacidad antioxidante, mientras que
Blanca Criolla (23.93 ± 0.40 mg/g) exhibe la mayor capacidad antioxidante en la
neutralización del radical DPPH, en relación a las variedades que muestran
valores más bajos de polifenoles.
Estos hallazgos enfatizan el papel
crucial de los polifenoles en el potencial antioxidante de los aceites de
quinua, destacando la relevancia de seleccionar variedades con mayor contenido
de fenoles para aplicaciones que requieran propiedades antioxidantes. Además,
la alta correlación positiva (r ≥ 0,997, p < 0,05) entre la capacidad antioxidante
y los polifenoles en las diversas variedades de aceite de quinua indica una
coherencia notable en la expresión de estos constituyentes. Estos resultados
refuerzan la fiabilidad y consistencia de los métodos empleados, sugiriendo que
los distintos métodos de evaluación proporcionan valores comparables para los
componentes fenólicos y el potencial antioxidante de los aceites de quinua
evaluados.
CONFLICTO DE INTERESES.
Los autores declaran que no existe
conflicto de intereses para la publicación del presente artículo científico.
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