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Ciencia y Tecnología Agropecuaria
Print version ISSN 0122-8706On-line version ISSN 2500-5308
Cienc. Tecnol. Agropecuaria vol.21 no.3 Mosquera Sep./Dec. 2020 Epub Aug 31, 2020
https://doi.org/10.21930/rcta.vol21_num3_art:1791
Transformación y agroindustria
Caracterización fisicoquímica del aceite de pulpa de bacuri Attalea phalerata Mart. ex Spreng. (Arecaceae)
1São Paulo State University-UNESP. São José do Rio Preto, Brazil
2Minas Gerais State University-UEMG. Frutal, Brazil
3São Paulo State University-UNESP. São José do Rio Preto, Brazil
El objetivo del estudio fue caracterizar el aceite de pulpa de bacuri Attalea phalerata Mart. ex Spreng. (Arecaceae) de acuerdo con métodos analíticos oficiales. Los contenidos totales de fenólicos y carotenoides se evaluaron mediante espectrofotometría y la composición de tocoferoles, mediante cromatografía líquida de alta resolución. El perfil de ácidos grasos se realizó por cromatografía de gases a partir de las muestras transesterificadas con hidróxido de potasio en metanol y n-hexano. Según la composición proximal, la pulpa de bacuri registró un 41,5 % de carbohidratos y un 39,2 % de lípidos. En cuanto a las propiedades fisicoquímicas, el aceite presentó un contenido de ácidos grasos libres de 0,7 %, valor de peróxido de 1,4 meq/kg, índice de refracción de 1,463, índice de yodo de 84,3 g I2/100 g, índice de saponificación de 193,5 mg KOH/g, materia insaponificable de 0,5 % y estabilidad oxidativa de 48,7 h. Los contenidos totales fenólicos, de carotenoides y de tocoferoles fueron de 2,4 mg EAG/g, 243,0 µg/g y 86,8 mg/kg, respectivamente. El aceite de bacuri mostró una composición de ácidos grasos similar a la del aceite de oliva y un alto porcentaje de insaturación, con un 67,3 % de ácidos monoinsaturados y un 11,3 % de poliinsaturados. Los principales ácidos grasos fueron el oleico (67,3 %), el palmítico (13,3 %) y el linoleico (10,5 %). Debido a sus características fisicoquímicas, el aceite de bacuri tiene un gran potencial para ser utilizado en preparaciones alimenticias como aceite de ensaladas o en formulación de margarinas.
Palabras clave aceites vegetales; composición proximal; compuestos bioactivos; contenido fenólico; propiedades fisicoquímicas
The aim of the study was to characterize the pulp oil of bacuri Attalea phalerata Mart. ex Spreng. (Arecaceae) according to official analytical methods. Total phenolic and carotenoids contents were evaluated by spectrophotometry, and tocopherols composition by high-performance liquid chromatography. The fatty acid profile was obtained through gas chromatography from samples transesterified with potassium hydroxide in methanol and n-hexane. According to the proximate composition, bacuri pulp contained 41.5 % carbohydrates and 39.2 % lipids. Regarding its physicochemical properties, the oil showed a free fatty acids content of 0.7 %, a peroxide value of 1.4 meq/kg, a refractive index of 1.463, an iodine number of 84.3 g I2/100 g, a saponification number of 193.5 mg KOH/g, an unsaponifiable matter of 0.5 %, and 48.7 h of oxidative stability. Total phenolic, carotenoids, and tocopherols contents recorded values of 2.4 mg GAE/g, 243.0 µg/g, and 86.8 mg/kg, respectively. The bacuri oil showed a fatty acid composition similar to olive oil and a high percentage of unsaturation, finding 67.3 % of monounsaturated acids, and 11.3 % of polyunsaturated acids. The main fatty acids were oleic (67.3 %), palmitic (13.3 %), and linoleic (10.5 %). Due to its physicochemical characteristics, bacuri oil has a great potential to be used in food preparations, such as salad oil or in margarine formulation.
Keywords bioactive compounds; phenolic content; physicochemical properties; plant oils; proximate composition
Introducción
Attalea phalerata Mart. ex Spreng., conocida también como bacuri, acuri o guacuri (Negrelle, 2015), es una palmera que pertenece a la familia Arecaceae y tiene una amplia distribución en los estados brasileños de Mato Grosso do Sul y Mato Grosso. La pulpa tiene colores que van del amarillo al naranja debido a la presencia de carotenoides, algunos de los cuales son precursores de vitamina A (Coimbra & Jorge, 2013). Sus frutos se cocen para preparar jugos, gelatinas y helados por su alto valor nutricional y atributos sensoriales (Negrelle, 2015). El aceite de pulpa es rico en ácidos grasos saturados, así como en ácidos poliinsaturados y monoinsaturados, y es utilizado por la población local para aliviar el dolor articular y como tónico capilar (Lima et al., 2017).
Los aceites vegetales ricos en compuestos beneficiosos para la salud tienen una gran demanda debido al interés de los consumidores por la prevención de enfermedades y el fomento de la salud. Estos compuestos pueden ser fenólicos, carotenoides, tocoferoles, antioxidantes y ácidos grasos con un alto contenido de ácidos mono- y poliinsaturados (Parry et al., 2005).
Es sumamente beneficioso incluir ácidos grasos monoinsaturados y poliinsaturados en la dieta alimenticia. Los ácidos grasos poliinsaturados omega-3 son precursores de prostaglandinas, leucotrienos y tromboxanos con actividades antiinflamatorias, anticoagulantes, antiplaquetarias y vasodilatadoras (Calder, 2013). Por otro lado, el grupo de ácidos grasos omega-6 tiene un papel fisiológico importante, pues participa en las actividades de la estructura de la membrana celular e influye en la viscosidad de la sangre, la permeabilidad de los vasos sanguíneos, la acción antiplaquetaria, la presión arterial y las funciones plaquetarias (Arima & Fukuda, 2011). El principal ácido graso monoinsaturado es el ácido oleico. Los estudios demuestran que las dietas ricas en ácido oleico actúan de manera beneficiosa sobre el perfil lipídico y pueden reducir el nivel del colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL, por su sigla en inglés) y la incidencia de enfermedades cardiacas (Lopez-Huertas, 2010).
Asimismo, se le han atribuido varios beneficios para la salud debido a la acción de los carotenoides, que actúan como antioxidantes contra enfermedades cardiovasculares, ciertos cánceres, trastornos neurológicos y degeneración macular relacionada con la edad y las cataratas. También fortalecen el sistema inmunológico y actúan en la activación de genes y en los procesos inflamatorios modulando la lipoxigenasa (Gama & Sylos, 2007).
Se ha demostrado que las diversas especies de palmeras son fuentes prometedoras de compuestos bioactivos y ácidos grasos insaturados. Sin embargo, no existe mucha información nutricional, química y farmacológica sobre el uso del aceite de pulpa de Attalea phalerata, especialmente en lo que respecta a sus propiedades fisicoquímicas y su composición fenólica y de tocoferoles. Por tanto, es fundamental investigar y cuantificar estos compuestos en el aceite extraído del fruto de la palma bacuri con énfasis en su potencial de uso alimentario o industrial. En consecuencia, este estudio tuvo como objetivo caracterizar la pulpa de bacuri (A. phalerata) mediante su composición, su perfil de ácidos grasos y las propiedades fisicoquímicas de su aceite.
Materiales y métodos
Material vegetal
Se analizaron por triplicado muestras compuestas de tres lotes de frutos de bacuri de las regiones sureste y centro-oeste del estado de São Paulo, Brasil. Después de la cosecha, los frutos enteros se lavaron con agua destilada y se secaron a 40 ºC durante 3 horas. Luego, la pulpa se separó manualmente de la semilla con un cuchillo de acero y se secó una vez más a 40 °C para reducir su contenido de humedad.
Composición proximal de la pulpa
La composición proximal de la pulpa se estableció a través de las siguientes variables: contenido de humedad por deshidratación en un horno de vacío a 70 °C, según el método Ca 2d-25 de la American Oil Chemists' Society (AOCS, 2009); ceniza por calcinación a 550 °C, según el método Ba 5a-49 (AOCS, 2009); lípidos por extracción Soxhlet con éter de petróleo a 40-60 °C, según el método Bc 3-49 (AOCS, 2009); proteínas mediante la técnica de Kjeldahl, según el método 984.13 de la Association of Official Analytical Chemists (AOAC, 2005), y carbohidratos totales y fibra por diferencia.
Caracterización del aceite extraído de la pulpa de frutas
El aceite utilizado para el análisis se obtuvo a partir de la pulpa de la fruta mediante extracción con éter de petróleo a una temperatura de 40-60 °C en el equipo Soxhlet. El aceite de pulpa de bacuri se caracterizó de acuerdo a los niveles de las siguientes variables: ácido graso libre, índice de peróxido, índice de refracción a 40 °C, índice de yodo, índice de saponificación y estabilidad oxidativa, por medio del método Rancimat (Metrohm Ltd., Herisau, Suiza) a 110 °C con un caudal de aire de 20 L/h, según el método Cd 12b-92 (AOCS, 2009).
Compuestos fenólicos totales
Los compuestos fenólicos totales se calcularon utilizando el reactivo de Folin-Ciocalteu y una curva estándar de ácido gálico, de acuerdo a lo descrito por Singleton y Rossi (1965). El color azul producido por la reducción del fenol de Folin-Ciocalteu se midió espectrofotométricamente (Shimadzu, Kyoto, Japón) a una longitud de onda de 765 nm y se expresó como mg equivalentes de ácido gálico por gramo de aceite (mg EAG/g). La extracción de compuestos fenólicos se realizó según el método propuesto por Parry et al. (2005).
Análisis de carotenoides totales
Los carotenoides totales se determinaron espectrofotométricamente (Shimadzu, Kyoto, Japón) mediante el método descrito por Rodriguez-Amaya (1999) para la extracción de carotenoides. La cuantificación se realizó usando valores de absorción en la longitud de onda de absorción máxima y un valor A de 2.592 en éter de petróleo. Los carotenoides se expresaron como β-caroteno en µg/g de muestra.
Composición de tocoferoles
La composición de los tocoferoles se estableció según el método Ce 8-86 (AOCS, 2009) con un sistema de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC, por su sigla en inglés) equipado con un detector de fluorescencia (Varian Inc., Walnut Creek, EE. UU.). Las condiciones de análisis fueron las siguientes: una columna de sílice de 250 mm × 4,6 mm i.d. con un tamaño de poro de 0,5 μm (Varian Inc., Walnut Creek, EE. UU.). El sistema funcionó de manera isocrática a un caudal de 1,2 mL/min. Las condiciones operativas fueron una excitación λ de 290 nm, una emisión λ de 330 nm y una fase móvil compuesta por la mezcla de 99,5 % de n-hexano y 0,5 % de isopropanol. Los valores se calcularon con base en el área del pico de excitación de la lectura y se expresaron en mg/100 g.
Composición de ácidos grasos
La composición de ácidos grasos se determinó mediante cromatografía con un cromatógrafo de gases GC 3900 (Varian Inc., Walnut Creek, EE. UU.) equipado con un detector de ionización de llama (GC-FID), que tenía una relación de división de 1:30, una columna capilar de sílice fundida CP-Sil 88 de 60 m de ancho, un diámetro interno de 0,25 mm y un espesor de película de 0,20 μm (Varian Inc., Walnut Creek, USA). Las muestras se transesterificaron en ésteres metílicos utilizando hidróxido de potasio en metanol y n-hexano, según el método Ce 2-66 (AOCS, 2009). La temperatura inicial de la columna fue de 90 °C durante 4 min, después aumentó 10 °C/min hasta 195 °C y luego se aplicó un procedimiento isotérmico durante 16 min. La temperatura del inyector fue de 230 °C y la del detector fue de 240 °C. El gas portador fue hidrógeno. Los ácidos grasos se identificaron según los tiempos de retención y la cuantificación se realizó mediante el método de área normalizada (%). Como patrón se utilizó una mezcla de 37 ésteres de ácidos grasos (Supelco, Bellefonte, EE. UU.) de C4: 0 a C24: 1, con pureza entre 99,1 y 99,9 %.
Resultados y discusión
Los principales componentes de la pulpa de bacuri fueron los carbohidratos totales (41,5 %), los lípidos (39,2 ± 0,6 %) y las proteínas (8,5 ± 0,4 %) (tabla 1). También fue relevante el contenido mineral, representado por la fracción de ceniza (2,7 ± 0,0 %). Estudios realizados con pulpas de otros frutos de palma como guariroba (Syagrus oleracea (Mart.) Becc.), macaúba (Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. Ex Mart.) e inajá (Maximiliana maripa (Aubl.) Drude) también registraron carbohidratos y lípidos como los principales constituyentes, lo que demuestra su alto potencial energético (Coimbra & Jorge, 2011; Costa-Singh, 2015). Los niveles de nutrientes de la pulpa de bacuri fueron muy similares a los encontrados en la pulpa liofilizada de açaí (Euterpe oleracea Mart.). En un estudio anterior, Menezes et al. (2008) hallaron en la pulpa de açaí valores de 42,53 % para carbohidratos totales, 40,75 % para lípidos y 8,13 % para proteínas.
Tabla 1 Composición proximal (%) de la pulpa de bacuri
DE: desviación estándar.
Fuente: Elaboración propia
Las propiedades fisicoquímicas del aceite de bacuri se muestran en la tabla 2. El nivel de ácidos grasos libres fue de 0,7 ± 0,2 % y el índice de peróxido fue de 1,4 ± 0,0 meq/kg. Los bajos valores de acidez y peróxido registrados confirman la buena calidad del aceite de bacuri, relacionada con el desarrollo de reacciones hidrolíticas y oxidativas, respectivamente. La Codex Alimentarius Commission (2009) ha definido como parámetros de calidad un índice de acidez máximo de 4,0 mg KOH/g para los aceites crudos y valores máximos de peróxido de 10 y 15 meq/kg para los aceites crudos y refinados, respectivamente. Los valores reportados por el aceite de bacuri están muy por debajo de estos límites, lo cual indica que es una materia prima, tal como un aceite de alta calidad.
Tabla 2 Propiedades fisicoquímicas del aceite de pulpa de bacuri
DE: desviación estándar.
Fuente: Elaboración propia
El índice de refracción y el índice de yodo relacionados con el grado de insaturación del aceite fueron 1,463 ± 0,0 y 84,3 ± 1,2 g I2/100 g, respectivamente. El índice de refracción y el índice de yodo que presenta el aceite de bacuri son superiores a los valores de otros aceites extraídos de frutos de palma, entre ellos Syagrus oleracea o guariroba (1.453 y 70 g I2/100 g, respectivamente), Syagrus romanzoffiana (Cham.) Glassman o jerivá (1.446 y 69 g I2/100 g, respectivamente) y Acrocomia aculeata o macaúba (1.455 y 80 g I2/100 g, respectivamente) (Coimbra & Jorge, 2011). Estos hallazgos sugieren que el aceite de pulpa de bacuri es más insaturado que los aceites mencionados anteriormente.
El índice de saponificación del aceite de bacuri fue de 193,5 ± 1,7 mg KOH/g, similar a la mayoría de los aceites vegetales, que tienen un índice de saponificación entre 181 y 265 mg KOH/g. El aceite de pulpa de bacuri obtuvo un contenido de materia insaponificable de 0,50 ± 0,0 %, es decir, por debajo del límite de 1,5 % fijado para los aceites de algodón, girasol, soja, coco y oliva (Codex Alimentarius Commission, 2009).
El índice de estabilidad oxidativa es a menudo un criterio obligatorio dentro de las especificaciones de compra de las empresas alimentarias al adquirir grandes envíos de aceites para la producción de alimentos (Sarkar et al., 2015). La estabilidad oxidativa del aceite de pulpa de bacuri a 110 °C fue de 48,7 ± 0,1 h, lo que revela un extenso periodo de inducción. Este valor fue superior al registrado por el aceite de oliva (20,9 h) (Koprivnjak et al., 2008) y por otros aceites también utilizados para cocinar, como los de soja y girasol, que presentan valores de estabilidad oxidativa a 110 °C de 5,85 h y 18,83 h, respectivamente (Sarkar et al., 2015).
En cuanto al contenido total de compuestos fenólicos, el aceite de pulpa de bacuri registró 2,4 ± 0,4 mg EAG/g, un valor alto en comparación con los encontrados en otros aceites como soja, girasol, maíz, canola y arroz, que reportaron niveles totales de compuestos fenólicos entre 1,26 y 1,48 mg/100 g (Siger et al., 2008). Los niveles de compuestos fenólicos totales en los aceites de pulpa de guariroba, jerivá y macaúba fueron cercanos al registrado por el aceite de pulpa de bacuri, con valores de 2,68, 3,26 y 2,21 mg EAG/g, respectivamente (Coimbra & Jorge, 2012).
La cantidad de carotenoides presentes en el aceite de pulpa de bacuri, expresada como β-caroteno, fue de 243,0 ± 2,8 µg/g (tabla 2). Esta cantidad fue mucho mayor que la observada en los aceites de semillas de frambuesa, arándano y mora, con un rango de 7,07-16,82 µg/g (Parry et al., 2005). Otro estudio mostró que el contenido en aceite de germen de maíz (5 µg/g) y fibra (80,1 µg/g) también fue menor que el total de carotenoides encontrados en la presente investigación. Por el contrario, el valor del aceite de semilla de maíz (324,5 µg/g) fue mayor (Moreau et al., 2007).
El aceite de pulpa de bacuri incluyó solo alfa- y delta-tocoferoles (tabla 3), con un valor total de 86,8 ± 0,6 mg/kg, siendo el alfa-tocoferol el tipo predominante (86 %). Masson et al. (2008) encontraron un contenido de tocoferol total similar (84 mg/kg) en el aceite de semilla de la palma chilena Jubaea chilensis (Molina) Baill. (Arecaceae), con el alfa-tocoferol también como el tipo predominante (45 % del valor total). Generalmente, cantidades más altas de tocoferol están asociadas con el contenido de grasas insaturadas en los aceites (Tuberoso et al., 2007). Así mismo, algunos aceites de palma más saturados mostraron contenidos totales de tocoferol más bajos que el aceite de pulpa de bacuri, incluyendo el aceite de pulpa de guariroba (45,13 mg/kg), aceites de guariroba y semilla de jerivá (19 mg/kg) y aceite de pulpa de macaúba (23,10 mg/kg) (Coimbra & Jorge, 2012).
Tabla 3 Tocoferoles (mg/kg) en el aceite de pulpa de bacuri
DE: desviación estándar.
Fuente: Elaboración propia
La composición de ácidos grasos de la pulpa de bacuri se presenta en la tabla 4. El aceite resultó estar compuesto principalmente por ácidos grasos insaturados (78,6 ± 0,1 %), de los cuales 67,3 ± 0,1 % son monoinsaturados y 11,3 ± 0,1 %, poliinsaturados. El ácido oleico fue el ácido graso predominante, por lo que se clasificó como monoinsaturado con un alto contenido de ácido oleico.
Tabla 4 Composición de ácidos grasos (%) del aceite de pulpa de bacuri
DE: desviación estándar.
Fuente: Elaboración propia
Entre los ácidos grasos poliinsaturados se destacaron el linoleico (10,5 ± 0,1 %) y el linolénico (0,8 ± 0,0 %), ambos considerados ácidos grasos esenciales. La tasa entre los ácidos oleico y linoleico fue de 1/0,2. Entre los ácidos grasos saturados, el palmítico fue el tipo predominante (13,3 ± 0,1 %). Según Lima et al. (2017), el aceite de A. phalerata se compone principalmente de ácidos grasos saturados (20,69 %) e insaturados (78,53 %), de los cuales el 57,66 % son monoinsaturados y el 20,87 %, poliinsaturados. Los ácidos oleico, linoleico y palmítico son los tipos predominantes.
Según McDonald y Eskin (2007), un buen aceite para freír debe tener un perfil muy similar al que presenta el aceite de pulpa de bacuri; es decir, bajo en ácidos grasos saturados, bajo en ácido linoleico, muy bajo en ácido linolénico y muy alto en ácido oleico. Los nuevos aceites vegetales que contienen altos niveles de ácido oleico proporcionan una alternativa a los aceites tradicionales de uso común y son ideales para freír, si se consideran los problemas de salud y estabilidad.
Coimbra y Jorge (2012) analizaron la composición del aceite de pulpa de macaúba y encontraron resultados similares con predominio de ácidos grasos, como los ácidos oleico (52,5 %), palmítico (24,6 %) y linoleico (13,80 %). En un estudio realizado por Luzia y Jorge (2013), los principales ácidos grasos insaturados de Annona crassiflora Mart. (Annonaceae) también fueron los ácidos oleico (49,75 %) y linoleico (16,29 %), mientras que el ácido graso saturado predominante fue el palmítico (18,07 %). Según estos autores, este resultado concuerda con el hecho de que el ácido palmítico es el ácido graso saturado más abundante en los lípidos vegetales.
Al comparar la tasa entre el total de los ácidos grasos saturados y el de los insaturados analizados en este estudio con los citados por Borges et al. (2007) para aceites comestibles comunes como maní, maíz y soja, el aceite de pulpa de bacuri (1/3,7) se acercó al valor encontrado en el aceite de maní (1/2,8), mientras que para el aceite de soja esta tasa fue de 1/5,7 y para el maíz la relación fue de 1/6,7.
La composición que mostró el aceite de bacuri (tabla 4) fue muy similar a la del aceite de oliva, con niveles de ácido oleico entre 55-83 %, ácido linoleico entre 3,5-21 % y ácido linolénico de 0,9 % (Codex Alimentarius Commission, 2009). Los estudios sugieren que los efectos beneficiosos del aceite de oliva provienen de su perfil de ácidos grasos único, caracterizado por un nivel relativamente bajo de ácidos grasos poliinsaturados y un nivel alto de ácidos grasos monoinsaturados, principalmente el ácido oleico. Estas son las mismas características registradas en el aceite de bacuri.
Los ácidos grasos monoinsaturados combinados con compuestos bioactivos pueden reducir los niveles de colesterol total y LDL, y pueden proteger contra el deterioro cognitivo relacionado con la edad (Schwingshackl & Hoffmann, 2014). Una dieta rica en ácidos grasos monoinsaturados actúa sobre la resistencia a la oxidación de LDL, contribuye al control metabólico y mejora el perfil lipídico (Pérez-Jiménez et al., 2007).
Conclusiones
Se puede concluir que la pulpa de bacuri es una fuente importante de nutrientes, especialmente de carbohidratos y lípidos. El aceite de bacuri es muy similar al aceite de oliva, con propiedades fisicoquímicas dentro de la normativa que marca la legislación vigente para los aceites vegetales. Además, tiene buena estabilidad oxidativa y alto contenido de compuestos fenólicos, carotenoides y ácidos grasos monoinsaturados, principalmente ácido oleico. Esto demuestra su potencial para convertirse en una nueva fuente de alto contenido de aceite oleico y compuestos bioactivos y ser utilizado en preparaciones alimentarias como aceite para ensalada o en formulaciones de margarina.
Agradecimientos
Los autores agradecen a la Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) y al Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
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Recibido: 24 de Enero de 2020; Aprobado: 24 de Julio de 2020
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