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Potencial fenólico y
capacidad antioxidante en
diferentes variedades de
alubia: cultivo ecológico
vs convencional
Arantza del Canto Romero
Departamento de Biología vegetal y Ecología
Universidad del País Vasco/EHU
Becaria PPFPI del Gobierno Vasco
Proyectos 32-2016-00043 y 37-2017-00047 del Gobierno Vasco.
Dpto. de desarrollo económico e infraestructuras.
Dirección de Calidad e Industrias Alimentarias
Los compuestos fenólicos son los metabolitos secundarios más abundantes de las plantas
Están presentes en la mayoría de frutos y vegetales y desarrollan múltiples funciones y muy diversas
IntroducciónAmplia familia de
moléculas,
estructuralmente están
formadas por uno o varios
anillos fenólicos
Se dividen en varias clases, según
los anillos de fenol que contienen y
las diferencias estructurales en la unión entre estos anillos
Flavonoides Ácidos fenólicos
Taninos Estilbenos
Lignanos
Introducción
Estos no son
compuestos
nutritivos Beneficios en la salud humana
: los más abundantes y
potentes que presentan las plantas
La gravedad de muchas enfermedades crónicas, está asociada o
influenciada por la abundancia de estas especies reactivas de oxígeno (ROS)
y otros radicales libres en el cuerpo
Propiedades antioxidantes y capacidad de
modular la actividad de diversas proteínas
ROS
Inhibiendo así procesos de oxidación
Reparando los daños que las ROS han
podido producir en los tejidos
Introducción
Estos no son
compuestos
nutritivos Beneficios en la salud humana
: los más abundantes y
potentes que presentan las plantas
La gravedad de muchas enfermedades crónicas, está asociada o
influenciada por la abundancia de estas especies reactivas de oxígeno (ROS)
y otros radicales libres en el cuerpo
Propiedades antioxidantes y capacidad de
modular la actividad de diversas proteínas
ROS
Inhibiendo así procesos de oxidación
Reparando los daños que las ROS han
podido producir en los tejidos
Introducción
Cáncer
Control de sobrepeso y
obesidad
Antialergénico
Introducción
Existen diversos factores que afectan al contenido
y/o perfil de fenoles
Aunque aparecen
en la mayoría de
los alimentos vegetales
Sus efectos beneficiosos dependen tanto de su concentración, como de su biodisponibilidad
Variedades, género, tipo de suelo, clima, radiación solar, altitud, la edad o etapa de desarrollo de la planta, estado de maduración del
fruto y procesado o preparación del producto
Hay estudios en los que se observa una mayor acumulación de
compuestos fenólicos en productos cultivados bajo un manejo ecológico
No existe un consenso claro
Introducción
La alubia (Phaseolus vulgaris L.) es una planta anual de la familia de las fabáceas.
Se comenzaron a cultivar hace unos 8000 años en Perú y México, y actualmente se cultivan a nivel mundial, en zonas de clima templado y semitropical
Su cultivo es económicamente importante, y sus semillas son consumidas por todo el mundo
Especial relevancia en los países en vías de desarrollo, donde constituyen la base
de la alimentación, debido a su bajo coste y elevada calidad nutricional
Principalmente su contenido en proteínas y en menor medida,
a su contenido en carbohidratos, ácidos grasos
insaturados, vitaminas, minerales y fibra
Los carbohidratos suponen entorno a un 50% del peso de la semilla, siendo el almidón la fracción
predominante
El contenido en proteínas varía según las distintas variedades (15 y 35 %) y los
aminoácidos más predominantes son la lisina, tirosina y fenilalanina
Son una excelente fuente de micronutrientes como minerales y vitaminas, siendo las
leguminosas con los contenidos más altos y superiores a los mostrados por los cereales
Introducción
Presentan un alto contenido de compuestos bioactivos, como los
compuestos fenólicos, con numerosas propiedades saludables
Un consumo regular de estas legumbres sea
beneficioso para la salud.
Los compuestos
fenólicos que se
encuentran comúnmente
en las alubias incluyen
Antocianinas: delfinidina, petunidina y malvidina
Flavonoles: Kaempferol
Isoflavonas
Flavanonas
Proantocianidinas
Taninos
Ácidos fenólicos: ac. Vanílico, ac. P Cumárico, ac.
Gállico, ac. Clorogénico, ac. Sirínico, etc.
Ácidos fenólicos
y compuestos no flavonoides
Antocianinas,
proantocianidinasy taninos
Introducción
Presentan un alto contenido de compuestos bioactivos, como los
compuestos fenólicos, con numerosas propiedades saludables
Un consumo regular de estas legumbres sea
beneficioso para la salud.
Los compuestos
fenólicos que se
encuentran comúnmente
en las alubias incluyen
Antocianinas: delfinidina, petunidina y malvidina
Flavonoles: Kaempferol
Isoflavonas
Flavanonas
Proantocianidinas
Taninos
Ácidos fenólicos: ac. Vanílico, ac. P Cumárico, ac.
Gállico, ac. Clorogénico, ac. Sirínico, etc.
Ácidos fenólicos
y compuestos no flavonoides
Antocianinas,
proantocianidinasy taninos
Determinar el contenido fenólico y la capacidad
antioxidante, de seis variedades locales de alubia del País
Vasco, realizando una comparativa entre los dos sistemas
de producción: ecológico y convencional
Puesto que el contenido fenólico de las alubias varía en función de
factores como el genotipo y considerando las diferencias en la
coloración de las distintas variedades de estudio
Las plantas cultivadas bajo un manejo agrícola ecológico, se ven
sometidas a niveles de estrés mayor
Esperamos observar diferencias significativas en el contenido
fenólico y en la capacidad antioxidante en las distintas variedades
Es de esperar que las semillas obtenidas a partir de un cultivo
ecológico, presenten una mayor acumulación de compuesto
fenólicos
Seis variedades
locales de alubia
(mata baja) del País
Vasco
Ensayo relacionado con la tolerancia a la sequía de
doce variedades de alubia (locales y comerciales),
tanto en condiciones de riego, como de sequía
Mismo esquema en ecológico y convencional
Diseño de bloques completos al azar con cuatro
repeticiones
La siembra se realizó el 31 de mayo del 2017 y la
cosecha el 21 de septiembre. Una vez cosechadas,
se congelaron durante 2-3 días y se conservaron en
una cámara frigorífica
Metodología
EXTRACCIÓN DE FENOLES
Según Tierno R. (2017)
Semilla madura y molida(1g para FST, 0,25g para AMT y 2,5 g para CAH)
10 mL de metanol: agua desionizada
(70:30, v/v)
Suspensión de la fracción sólida
mediante agitación con vortex durante 1
minuto.
Centrifugación a 7730 g durante 10
minutos a 10 ºC, recolectando el
sobrenadante
Repetición de tres veces con la fracción
sólida o pellet, enrasando el volumen
del extracto resultante a 30 mL
Metodología
EXTRACCIÓN DE FENOLES
Según Tierno R. (2017)
Semilla madura y molida(1g para FST, 0,25g para AMT y 2,5 g para CAH)
10 mL de metanol: agua desionizada
(70:30, v/v)
Suspensión de la fracción sólida
mediante agitación con vortex durante 1
minuto.
Centrifugación a 7730 g durante 10
minutos a 10 ºC, recolectando el
sobrenadante
Repetición de tres veces con la fracción
sólida o pellet, enrasando el volumen
del extracto resultante a 30 mL
Contenido de
antocianinas
monoméricas
totales (AMT)
Contenido total de compuestos
fenólicos solubles (FST)
Capacidad antioxidante
hidrofílica (CAH)
Según Medina (2011ab)
modificado por Lester (2012)
mg GAE 100 g-1 PF
Según método diferencial de
pH (Giusti y Wrolstad, 2001)
mg CGE 100 g-1PF
Según el ensayo de ABTS
(Wolfenden y Willson, 1982)
µmol TE 100 g-1 PF
Contenido en compuestos fenólicos solubles
totales, FST (mg equivalentes de ácido gálico/100
g de Peso Fresco de alubia), de seis cultivares
locales de alubia bajo un sistema de producción
convencional (naranja) y ecológico (azul)
Compuestos fenólicos solubles
totales (FST)
1772,6 mg GAE 100 g-1 PS
1743,4 mg GAE 100 g-1 PS
Antocianinas monoméricas
totales(AMT)
Contenido en Antocianinas monoméricas totales
AMT, (mg equivalentes de cianidina 3-O-glucósido/100
g de Peso Fresco de alubia), de tres cultivares locales
de alubia bajo un sistema de producción convencional
(naranja) o ecológico(azul)
87,4 mg CGE 100 g-1 PS
97 mg CGE 100 g-1 PS
Resultados
Capacidad antioxidante
hidrofílica (CAH)
Capacidad antioxidante hidrofílica, CAH
(µmol equivalentes de trolox/100 g de de Peso
Seco de alubia), de seis cultivares locales de
alubia bajo un sistema de producción
convencional (naranja) o ecológico (azul).
La Amarilla de Kuartango, a pesar
de presentar un mayor contenido
total de fenoles, no fue la de mayor
capacidad antioxidante
La variedad con mayor actividad
antioxidante fue la Negra de
Basaburua, posiblemente asociada
al mayor contenido en antocianinas
2495,1 µmol TE 100 g-1 PS
2602,5 µmol TE 100 g-1 PS
En general, los altos contenidos fenólicos y de flavonoides en los extractos son un buen indicador de
sus propiedades antioxidantes, ya que existe una correlación positiva entre el contenido fitoquímico y la
actividad antioxidante.
Y en muchos estudios se observa una correlación positiva entre el contenido fenólico total y la actividad antioxidante que no se cumple en nuestro caso
Coincidiendo con la bibliografía consultada, los resultados
obtenidos demuestran, que tanto el contenido fenólico (FST y
AMT), como la capacidad antioxidante hidrofílica (CAH), varían en
función de factores genéticos, como la variedad de alubia
Las antocianinas son responsables de la coloración rosa, roja, violeta
y negra de las testas de las semillas, siendo las alubias más oscuras
o negras aquellas que normalmente tienen el mayor contenido de
antocianinas, tal y como muestran nuestros resultados
Mientras que las manchas amarillas o claras, se basan
generalmente en la presencia de taninos condensados,
pudiendo ser éstos los compuestos fenólicos presenten en
la variedad Amarilla de kuartango
Discusión
Las alubias generalmente se
consumen cocinadas, y que el
tratamiento térmico o
cocción puede afectar
tanto a la concentración como
al perfil fenólico de las diversas variedades
Reducción de hasta
68%
Incluso mayor
contenido
No existe un consenso
claro respecto al efecto
del manejo agrícola
Algunos estudios muestran una mayor
acumulación de compuestos fenólicos en
productos cultivados bajo un manejo ecológico
En otros se observan más compuestos
fenólicos en condiciones convencionales
Y en otros no se observan diferencias, como
muestran nuestros resultados
Las plantas crecidas en
condiciones ecológicas están
sometidas a mayor nivel de
estrés
El aporte de fertilizante
químicos disminuya la
síntesis de compuestos fenólicos por las plantas
Discusión
Las alubias generalmente se
consumen cocinadas, y que el
tratamiento térmico o
cocción puede afectar
tanto a la concentración como
al perfil fenólico de las diversas variedades
Reducción de hasta
68%
Incluso mayor
contenido
No existe un consenso
claro respecto al efecto
del manejo agrícola
Algunos estudios muestran una mayor
acumulación de compuestos fenólicos en
productos cultivados bajo un manejo ecológico
En otros se observan más compuestos
fenólicos en condiciones convencionales
Y en otros no se observan diferencias, como
muestran nuestros resultados
Las plantas crecidas en
condiciones ecológicas están
sometidas a mayor nivel de
estrés
El aporte de fertilizante
químicos disminuya la
síntesis de compuestos fenólicos por las plantas
• El factor genético, variedad de alubia, presenta un claro efecto tanto en elcontenido de fenoles (FST y AMT) como en la capacidad antioxidante(CAH), de forma que las distintas variedades de alubia presentandistintas propiedades nutraceúticas
• Las diferencias observadas entre las distintas variedades se debenprincipalmente a los pigmentos de la testa o cubierta de las semillas
• Las variedades más oscuras o pigmentadas, como la Negra de Basabura,son aquellas con mayor capacidad antioxidante y por ello, que másbeneficios para la salud humana ofrecen si se consumen regularmente
• La mayor capacidad antioxidante de la Negra de Basaburua, pareceestar asociada a su mayor contenido en AMT
• El tipo de manejo agrícola no parece tener un efecto sobre el FST,el AMT, ni sobre la CAH
Sería interesante analizar si el tipo de manejo agrícola (ecológico, convencional), afecta o no a la composición o perfil fenólico
Sería interesante realizar un estudio sobre el potencial fenólico de las
distintas variedades tras la cocción
Sería interesante realizar un estudio del potencial fenólico de las
distintas variedades a los dos o tres días de su germinación
