Utilizar el aceite de oliva virgen extra como alimento funcional es útil para la incorporación en el organismo de las cantidades necesarias de carotenoides

Los compuestos bioactivos presentes en frutas y verduras, concretamente los carotenoides, son esenciales para el organismo humano debido a su poder antioxidante. El descenso en el consumo de estos alimentos representa la posibilidad de sufrir un déficit de estos bioactivos esenciales. En contraposición, existe un incremento en el consumo de aceite de oliva, lo que puede propiciar la adecuada ingesta de carotenoides y suplir el déficit. Cada vez es más evidente que el aceite de oliva presenta unas propiedades que lo hacen un alimento muy saludable y recomendado. Por ello, se está trabajando en la obtención de extractos ricos en carotenoides, procedentes de microalgas, para enriquecer en antioxidantes diferentes tipos de aceites de oliva virgen.

En la actualidad, la disminución en el consumo de frutas y verduras ha provocado una reducción paralela de la ingesta de compuestos bioactivos que son muy importantes en el correcto funcionamiento del organismo humano. Dentro de estos compuestos bioactivos, destacan los carotenoides por su papel fundamental en muchos procesos biológicos esenciales para el ser humano, y con repercusiones directas en la salud por su marcador poder antioxidante (Granado, 2003; Duyn, 2000). Estos compuestos aparecen en el organismo humano debido a la ingesta, a través de la dieta, de alimentos que los contienen, siendo frutas y verduras dos de las familias de alimentos donde más aparecen. En este contexto, existen numerosas enfermedades asociadas al déficit de antioxidantes en el organismo, y una nueva alternativa que comienza a estudiarse es la incorporación de los mismos a través de alimentos funcionales.

Los carotenoides son una familia de pigmentos fotosintéticos que se pueden dividir en carotenos y xantofilas. Entre estos, destacan el ß-caroteno y la luteína que poseen un gran potencial de aplicación. Ambos compuestos tienen contrastadas propiedades antioxidantes de gran utilidad en la lucha contra un gran conjunto de enfermedades que afectan al ser humano (Omenn, 1996; Demming-Adams, 2002; Kijilstra, 2012).

Los carotenoides se encuentran distribuidos en plantas superiores, contándose frutas y verduras entre sus fuentes para consumo humano. Sin embargo, es difícil utilizando estas fuentes alcanzar la ingesta recomendada para la prevención de enfermedades degenerativas (al menos 3 mg/día), por lo que se recurre al uso de extractos como por ejemplo los enriquecidos en luteína que, en su mayoría, proceden de flores de caléndula y sirven para suplementar la dieta de los grupos de riesgo.

La concentración de estos carotenoides en las materias primas es muy reducida, lo que da lugar a la búsqueda de otras fuentes en las que estos compuestos se encuentren en mayores concentraciones. Así, se están realizando esfuerzos considerables para hacer posible la producción comercial de estos y otros carotenoides a partir de microalgas (García González et al., 2005). La biomasa de microalgas es una fuente ventajosa de carotenoides debido a su elevado contenido en estos pigmentos con respecto a las fuentes tradicionales anteriormente mencionadas. En este sentido, la microalga Scenedesmus almeriensis posee elevadas cantidades de estos carotenoides (beta-caroteno, luteína y violaxantina principalmente) y puede producirse en reactores tubulares con elevada productividad en la media-gran escala, constituyendo una fuente de producción segura y reproducible (Fernández et al.,2010).

En este contexto, y en contraste con la reducción generalizada en el consumo de frutas y verduras, se está produciendo un incremento progresivo en el consumo de aceite de oliva. Por este motivo, el aceite de oliva puede constituir un buen medio para incorporar, a través de la dieta, la ingesta adecuada de carotenoides que pueda repercutir en la reducción del riesgo de desarrollo de ciertas enfermedades asociadas al déficit de antioxidantes.

Debido a su composición química, el aceite de oliva posee importantes propiedades que lo hacen un alimento muy saludable y recomendado, presentando además un alto factor de digestibilidad, parámetro muy importante en alimentación.

Dentro de la gran variedad de compuestos existentes en el aceite de oliva se pueden nombrar, entre otros: compuestos hidrocarbonados, esteroles, compuestos diterpénicos y triterpénicos, alcoholes alifáticos, tocoferoles, pigmentos, etc. Las clorofilas y los carotenoides son los pigmentos más abundantes en aceites de oliva virgen. Los carotenoides se encuentran presentes en un intervalo comprendido entre los 5-100 mg kg^-1, y dependiendo de la naturaleza del aceite se ha encontrado luteína en concentraciones que varían en el intervalo 2-8 mg kg^-1. Los anteriores valores indican que carotenoides como la luteína se encuentran en cantidades muy pequeñas y por tanto el aceite de oliva, en su composición original, no puede aportar las cantidades recomendadas para la prevención de enfermedades. Sin embargo, es importante resaltar que por sus características y por contener pequeñas cantidades de luteína y beta-caroteno puede ser un adecuado medio para ser enriquecido en estos antioxidantes. En este sentido, existen trabajos en los que se pone de manifiesto que matrices alimenticias ricas en grasas, como lo es el aceite de oliva, pueden facilitar y/o beneficiar el proceso de bioasimilación de este tipo de carotenoides (Nidhi y Baskaran, 2011).

Nuestro grupo de investigación ha puesto a punto la metodología necesaria para la obtención de extractos ricos en carotenoides procedentes de microalgas, que han sido utilizados para enriquecer en antioxidantes diferentes tipos de aceites de oliva virgen, los cuales han sido caracterizados fisicoquímicamente, determinando parámetros de composición, calidad y bioactividad. Estos aceites son un potencial medio para la incorporación al organismo de carotenoides en las dosis adecuadas, para la prevención de enfermedades asociadas a la edad y al déficit de compuestos antioxidantes.

En este trabajo se ha realizado un estudio fisicoquímico de diferentes aceites enriquecidos con el extracto de carotenoides, utilizando las medidas de color como principal herramienta en el seguimiento de la estabilidad de los mismos frente al tratamiento en microondas.

La microalga Scenedesmus almeriensis es una microalga termófila que muestra una temperatura óptima de crecimiento de 35 °C, y soporta temperaturas de hasta 48 °C, lo que la hace especialmente apta para su producción en medio externo. Esta microalga puede llegar a acumular hasta el 1% de su peso en luteína. Su velocidad de crecimiento es alta en comparación con otras especies de microalgas, lo que reduce el riesgo de contaminaciones en los cultivos. La productividad de biomasa llega a valores de hasta 0,95 g/L·día, siendo la productividad de luteína de hasta 5,3 mg/L·día. (Sánchez et al., 2008).

Procedente de esta microalga, se ha obtenido un extracto de carotenoides que se muestra en la Figura 1. En esta se observa el extracto obtenido y utilizado en el enriquecimiento de aceites, conteniendo un 14,55% en peso de carotenoides, con las siguientes proporciones relativas de carotenoides: 13,3% de ß-caroteno, 0,25% de luteína y 1% de otros carotenoides.

Figura 1: Biomasa de la microalga Scenedesmus almeriensis (izquierda) y extracto de carotenoides en aceite de oliva (derecha).

Para el estudio se han utilizado seis aceites de oliva virgen procedentes de la región de Al Jouf (Arabia Saudita), de dos zonas distintas (Basita y Sakakah). Además, se han utilizado otros seis aceites de oliva virgen extra españoles, procedentes de diferentes variedades de fruto (Arbequina, Frantoio, Picual y Royal). Tabla 1.

La determinación espectrofotométrica del color se ha utilizado para caracterizar y monitorizar las muestras de aceites usando un espectrocolorímetro Konica Minolta CM-5. El equipo proporciona medidas en el espacio de color CIELAB, utilizando iluminante D65 y observador patrón colorimétrico CIE 1931. Se ha medido el valor de los parámetros colorimétricos de cada muestra generada (L*, a*, b*), así como los correspondientes a las variaciones de los mismos por comparación con el aceite control (?L*, ?a*, ?b* y ?E*ab). Para ellos se colocaron 14 ml de aceite en una cubeta transparente con unas dimensiones de 4,2 x 3,2 x 1,0 cm.

Para las medidas de termoestabilidad por calentamiento en microondas, las muestras en tubos de vidrio, se han introducido en horno microondas (LG), a máxima potencia, 700 W. Las medidas se tomaron a diferentes tiempos de tratamiento (1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 y 40 min). Las muestras utilizadas consistían en 17 ml de aceite y a las enriquecidas se le adicionó 185 µl de extracto de carotenoides. Tras cada periodo de tiempo de calentamiento, el aceite se colocaba en una cubeta (4,2 x 3,2 x 1,0 cm), para proceder a la correspondiente determinación colorimétrica.

Como ejemplo, de los seis aceites de Arabia Saudita ensayados, se muestran los resultados del aceite B. En la Figura 2 se muestran las curvas de degradación obtenidas. Como se puede ver en ella, la degradación del aceite B es mayor que el aceite B*. La degradación de este último apenas supera las 5 unidades de ?E*ab mientras que el aceite B llega a superar 23 unidades ?E*ab, por lo que el aceite enriquecido tendría una vida útil mayor que el aceite sin enriquecer.

Respecto al grupo de aceites españoles de distinta variedad de fruto, se muestran los resultados obtenidos en el AOVE de variedad Frantoio. La Figura 3 muestra las curvas de degradación obtenidas para este aceite, así como la línea de tendencia exponencial, atendiendo a una función de segundo grado. En esta representación gráfica, se observa como en este caso el aceite sufre una degradación rápida. Aun así, la degradación sufrida por el aceite enriquecido no llega a las 25 unidades de ΔE*ab, tras los 40 minutos de calentamiento, mientras que el aceite no enriquecido llega hasta las 38 unidades de ΔE*ab.

También se muestran en la Tabla 2 los resultados que el colorímetro nos proporciona tras la medida después de cada intervalo de calentamiento para el aceite de variedad Frantoio.

En el último grupo de aceites ensayados, encontramos AOVEs de variedad de aceituna picual de diferentes procedencias y denominaciones. En este caso, y a título de ejemplo, se muestran los resultados obtenidos para el aceite picual 'Castillo Canena'. La Figura 4 muestra las curvas de degradación obtenidas para este aceite. Si observamos los valores alcanzados para ?E*ab tras el calentamiento de 40 minutos, el aceite sin enriquecer llega a las 25 unidades aproximadamente y para el aceite enriquecido con antioxidantes es de 10 unidades. Una vez más vemos como la degradación del aceite control es mayor que la del aceite enriquecido.

Figura 4: Variación del color en la degradación de aceite Picual 'Castillo Canena': control y aceite Picual* 'Castillo Canena': enriquecido; Potencia microondas: 700W, 40 min; [luteína] = 0.025 mg/ml.

Si además comparamos este aceite con el referenciado anteriormente (Frantoio), se puede observar cómo tras 40 minutos de calentamiento en microondas, el aceite Picual esta mucho menos degradado, ya que alcanza valores de ΔE*ab menores que el aceite Frantoio.

En la Figura 5 se ha representado la variación con el tiempo del valor de Δb, para el aceite de variedad picual, lo que significa la variación del parámetro ‘b’ que es el indicativo del color Amarillo en el espacio del color CIELAB. En ella, se puede apreciar claramente que ambos aceites ante la degradación pierden color amarillo desplazándose hacia zonas donde el valor de ‘b’ se hace bastante más pequeño respecto del inicial. Además, en el caso del aceite control esta pérdida es mucho más acentuada.

Figura 5: Variación del parámetro del color b, en la degradación de aceite Picual 'Castillo Canena': control y aceite Picual* 'Castillo Canena': enriquecido; Potencia microondas: 700W, Tratamiento 40 min; [luteína] = 0.025 mg/ml.

Conclusiones

En términos generales, en todos los casos ensayados, los aceites enriquecidos en carotenoides muestran mayor estabilidad que los aceites sin enriquecer, lo que demuestra el efecto positivo del enriquecimiento en estos componentes bioactivos, frente a la degradación por calentamiento en microondas. Estos resultados apoyan la idea de poder utilizar el aceite de oliva virgen extra como alimento funcional, para la incorporación en el organismo de las cantidades necesarias de carotenoides, ofreciendo una alternativa diferente a las actuales en la lucha contra determinadas enfermedades asociadas al déficit de carotenoides en el organismo humano.

Agradecimientos

A la Universidad de Jaén por la financiación recibida (Proyecto UJA 2011/13/09). A la Universidad de Al Jouf (Reino de Arabia Saudi) por la financiación a través del Proyecto de Investigación nº3 (‘Valorisation of olive by-products for the production of biologically active ingredients for developing Al Jouf región’), dentro del marco global colaboración firmado entre las Universidades de Jaén y Al Jouf. A la empresa oleícola Castillo de Canena, por su colaboración y la aportación de las diferentes muestras de aceites ensayados.

Referencias bibliográficas

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