Efecto antioxidante de polifenoles extraídos de cáscara de granada sobre oleogeles a base de aceite vegetal y etilcelulosa

Autores/as

  • N.G. Álvarez-Díaz N.G. Álvarez-Díaz. Departamento de Ingenierías, Instituto Tecnológico de Ciudad Valles, Tecnológico Nacional de México, Carretera al Ingenio Plan de Ayala Km. 2, Colonia Vista Hermosa, Ciudad Valles, San Luis Potosí, C.P. 79010, México. Autor/a
  • M.R. Michel-Michel M.R. Michel-Michel. Departamento de Ingenierías, Instituto Tecnológico de Ciudad Valles, Tecnológico Nacional de México, Carretera al Ingenio Plan de Ayala Km. 2, Colonia Vista Hermosa, Ciudad Valles, San Luis Potosí, C.P. 79010, México. Autor/a
  • P. Aguilar-Zárate P. Aguilar-Zárate. Departamento de Ingenierías, Instituto Tecnológico de Ciudad Valles, Tecnológico Nacional de México, Carretera al Ingenio Plan de Ayala Km. 2, Colonia Vista Hermosa, Ciudad Valles, San Luis Potosí, C.P. 79010, México. Autor/a
  • J.A. Ascacio-Valdés J.A. Ascacio-Valdés. Departamento de Investigación en Alimentos, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Coahuila, Blvd. Venustiano Carranza s/n, Colonia República Oriente, Saltillo, Coahuila, C.P. 25280, México. Autor/a
  • J. E. Wong-Paz J. E. Wong-Paz. Facultad de Estudios Profesionales Zona Huasteca, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Romualdo del Campo 501, Colonia Rafael Curiel, Ciudad Valles, San Luis Potosí, C. P. 79060, México. Autor/a
  • D. B. Muñiz-Márquez D. B. Muñiz-Márquez. Departamento de Ingenierías, Instituto Tecnológico de Ciudad Valles, Tecnológico Nacional de México, Carretera al Ingenio Plan de Ayala Km. 2, Colonia Vista Hermosa, Ciudad Valles, San Luis Potosí, C.P. 79010, México. Autor/a
  • M. Aguilar-Zárate M. Aguilar-Zárate. Facultad de Ciencias Químicas-CIEP, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Av. Dr. Manuel Nava 6, Zona Universitaria, San Luis Potosí, San Luis Potosí C.P. 78210, México. Autor/a

Palabras clave:

oleogel; etilcelulosa; punicalagina; polifenoles.

Resumen

Los objetivos del presente trabajo fueron evaluar el uso de polifenoles extraídos de la cáscara de granada como agente antioxidante para el desarrollo de oleogeles a base de etilcelulosa en aceite vegetal y establecer la cantidad óptima de polifenoles necesaria para preservar la estabilidad oxidativa del oleogel y sus propiedades mecánicas. Los polifenoles de cáscara de granada (pp-polifenoles) se extrajeron y purificaron (usando HPLC-flash), se deshidrataron y se pulverizaron; sus componentes se caracterizaron por HPLC-MS/MS. Utilizando la metodología de Taguchi (arreglo ortogonal L9 33), se evaluaron los factores etilcelulosa 45 cP (3, 6 y 12 %), pp-polifenoles (0.05, 0.1 y 0.2 %) y temperatura (140, 150 y 160 °C) sobre el oxidación de lípidos producidos

durante el proceso de elaboración del oleogel mediante métodos de peróxidos y dienos conjugados y complementada con FTIR. También se determinaron las propiedades mecánicas de los oleogeles desarrollados. Los resultados mostraron que el principal polifenol identificado en la cáscara de granada fue la punicalagina (anómeros α y β). Con base en el modelo estadístico de Taguchi, se seleccionó la formulación con 3% de EC y 0.1% de pp-polifenoles y el procedimiento térmico a 160 °C durante 2 horas, ya que bajo estas condiciones se obtuvo la mayor inhibición de oxidación (hasta 90%). El índice de peróxidos determinado en esta muestra (5,62 ± 0,4 mEq/kg) estuvo dentro del límite permitido para aceites vegetales comestibles (máximo 10 mEq/kg). Se determinó que ni la adición de polifenoles ni el proceso térmico establecido alteraron las propiedades mecánicas de los oleogeles, independientemente de la adición de pp-polifenoles. Se sugirió complementar este trabajo con la investigación del sinergismo entre los pp-polifenoles y los componentes del oleogel antes de sugerir una funcionalidad o posible aplicación.

Referencias

Aguilar-Zárate, M., Macias-Rodriguez, B. A., Toro-Vazquez, J. F., & Marangoni, A. G. (2019). Engineering rheological properties of edible oleogels with ethylcellulose and lecithin. Carbohydrate Polymers, 205, 98–105. https://doi.org/10.1016/J.CARBPOL.2018.10.032

Aguilar-Zárate, P., Wong-Paz, J. E., Michel, M., Buenrostro-Figueroa, J., Díaz, H. R., Ascacio, J. A., Contreras-Esquivel, J. C., Gutiérrez-Sánchez, G., & Aguilar, C. N. (2017). Characterisation of Pomegranate-Husk Polyphenols and Semi-Preparative Fractionation of Punicalagin. Phytochemical Analysis, 28(5), 433–438. https://doi.org/10.1002/pca.2691

Alsufiani, H., Mansouri, R., Almalki, A., Alsolami, A., Kuddah, L., Yamani, R., Alghashmari, N., & Omar, U. (2020). Effect of Punicalagin as natural antioxidant on the oxidative stability of Canola oil during storage. Egyptian

Journal of Chemistry, 63(6), 2369–2378. https://doi.org/10.21608/ejchem.2020.23776.2436

Ascacio-Valdés, J., Burboa, E., Aguilera-Carbo, A. F., Aparicio, M., Pérez-Schmidt, R., Rodríguez, R., & Aguilar, C. N. (2013). Antifungal ellagitannin isolated from Euphorbia antisyphilitica Zucc. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 3(1), 41–46. https://doi.org/10.1016/S2221-1691(13)60021-0

Barriuso, B., Astiasarán, I., & Ansorena, D. (2013). A review of analytical methods measuring lipid oxidation status in foods: A challenging task. European Food Research and Technology, 236(1), 1–15. https://doi.org/10.1007/s00217-012-1866-9

Buenrostro, J., Sepúlveda, L., Ascacio-Valdés, J. A., Aguilar, C. N., Huerta, S., & Prado, A. (2017). Cáscara de granada como soporte para la producción de pectinasas. XVII Congreso Nacional de Biotecnología y Bioingeniería. https://doi.org/10.2174/1389557517666170208144742

Çam, M., & Hişil, Y. (2010). Pressurised water extraction of polyphenols from pomegranate peels. Food Chemistry, 123(3), 878–885. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.05.011

Castro-López, C., Bautista-Hernández, I., González-Hernández, M. D., Martínez-Ávila, G. C. G., Rojas, R., Gutiérrez-Díez, A., Medina-Herrera, N., & Aguirre-Arzola, V. E. (2019). Polyphenolic profile and antioxidant activity of leaf purified hydroalcoholic extracts from seven mexican Persea americana cultivars. Molecules, 24(1), 173. https://doi.org/10.3390/molecules24010173

Chaves, K. F., Barrera-Arellano, D., & Ribeiro, A. P. B. (2018). Potential application of lipid organogels for food industry. In Food Research International (Vol. 105, pp. 863–872). Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.12.020

Christy, A. A., Egeberg, P. K., & Ostensen, E. T. (2003). Simultaneous quantitative determination of isolated trans fatty acids and conjugated linoleic acids in oils and fats by chemometric analysis. Vibrational Spectroscopy, 33, 37–48.

Co, E. D., & Marangoni, A. G. (2012). Organogels: An alternative edible oil-structuring method. JAOCS, Journal of the American Oil Chemists’ Society, 89(5), 749–780. https://doi.org/10.1007/s11746-012-2049-3

Coronado-Reyes, J. A., Tinoco-Salazar, J., Guisa-Morales, M. L., Cortés-Penagos, C. de J., & González-Herández, J. C. (2020). Morphology about the varieties mexican pomegranate fruit (Punica granatum) and its ripening stage. Food Science and Technology, AHEAD. https://doi.org/10.1590/fst.28620

Davidovich-Pinhas, M., Barbut, S., & Marangoni, A. G. (2014). Physical structure and thermal behavior of ethylcellulose. Cellulose, 21, 3243–3255. https://doi.org/10.1007/s10570-014-0377-1

Davidovich-Pinhas, M., Barbut, S., & Marangoni, A. G. (2016). Development, Characterization, and Utilization of Food-Grade Polymer Oleogels. Annu. Rev. Food Sci. Technol, 7, 65–91. https://doi.org/10.1146/annurev-food-041715-033225

Davidovich-Pinhas, M., Gravelle, A. J., Barbut, S., & Marangoni, A. G. (2015). Temperature effects on the gelation of ethylcellulose oleogels. Food Hydrocolloids, 46, 76–83. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2014.12.030

Dostálová, J., Hanzlík, P., Réblová, Z., & Pokorný, J. (2005). Oxidative Changes of Vegetable Oils during Microwave Heating. Czech J. Food Sci, 23(6), 230–239.

Fernandes, L., Pereira, J. A., Lopéz-Cortés, I., Salazar, D. M., González-Álvarez, J., & Ramalhosa, E. (2017). Physicochemical composition and antioxidant activity of several pomegranate (Punica granatum L.) cultivars grown in Spain. European Food Research and Technology, 243(10), 1799–1814. https://doi.org/10.1007/s00217-017-2884-4

Fischer, U. A., Carle, R., & Kammerer, D. R. (2011). Identification and quantification of phenolic compounds from pomegranate (Punica granatum L.) peel, mesocarp, aril and differently produced juices by HPLC-DAD-ESI/MSn. Food Chemistry, 127(2), 807–821. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.12.156

Giamogante, F., Marrocco, I., Cervoni, L., Eufemi, M., Chichiarelli, S., & Altieri, F. (2018). Punicalagin, an active pomegranate component, is a new inhibitor of PDIA3 reductase activity. Biochimie, 147, 122–129. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2018.01.008

Gravelle, A. J., Barbut, S., & Marangoni, A. G. (2012). Ethylcellulose oleogels: Manufacturing considerations and effects of oil oxidation. Food Research International, 48, 578–583. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2012.05.020

Gravelle, A. J., Davidovich-Pinhas, M., Zetzl, A. K., Barbut, S., & Marangoni, A. G. (2016). Influence of solvent quality on the mechanical strength of ethylcellulose oleogels. Carbohydrate Polymers, 135, 169–179. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.08.050

Gravelle, A. J, Barbut, S., Quinton, M., & Marangoni, A. G. (2014). Towards the development of a predictive model of the formulation-dependent mechanical behaviour of edible oil-based ethylcellulose oleogels. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2014.06.036

Hernández-Corroto, E., Marina, M. L., & García, M. C. (2019). Extraction and identification by high resolution mass spectrometry of bioactive substances in different extracts obtained from pomegranate peel. Journal of Chromatography A, 1594, 82–92. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2019.02.018

Ismail, A. A., van de Voort, F. R., Emo, G., & Sedman, J. (1993). Rapid quantitative determination of free fatty acids in fats and oils by fourier transform infrared spectroscopy. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 70(4), 335–341. https://doi.org/10.1007/BF02552703

Javidipour, I., Erinç, H., Baştürk, A., & Tekin, A. (2017). Oxidative changes in hazelnut, olive, soybean, and sunflower oils during microwave heating. International Journal of Food Properties, 20(7), 1582–1592. https://doi.org/10.1080/10942912.2016.1214963

Kharchoufi, S., Licciardello, F., Siracusa, L., Muratore, G., Hamdi, M., & Restuccia,

C. (2018). Antimicrobial and antioxidant features of ‘Gabsiʼ pomegranate peel extracts. Industrial Crops and Products, 111, 345–352. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.10.037

Kulkarni, A. P., Mahal, H. S., Kapoor, S., & Aradhya, S. M. (2007). In vitro studies on the binding, antioxidant, and cytotoxic actions of punicalagin. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55(4), 1491–1500. https://doi.org/10.1021/JF0626720

Laredo, T., Barbut, S., & Marangoni, A. G. (2011). Molecular interactions of polymer oleogelation. Soft Matter, 7, 2734–2743. https://doi.org/10.1039/c0sm00885k

Li, L., Wan, W., Cheng, W., Liu, G., & Han, L. (2019). Oxidatively stable curcumin-loaded oleogels structured by β-sitosterol and lecithin: physical characteristics and release behaviour in vitro. International Journal of Food Science and Technology, 54(7), 2502–2510. https://doi.org/10.1111/ijfs.14208

López-Martínez, A., Morales-Rueda, J. A., Dibildox-Alvarado, E., Charó-Alonso, M. A., Marangoni, A. G., & Toro-Vazquez, J. F. (2014). Comparing the crystallization and rheological behavior of organogels developed by pure and commercial monoglycerides in vegetable oil. Food Research International, 64, 946–957. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2014.08.029

Luo, S. Z., Hu, X. F., Jia, Y. J., Pan, L. H., Zheng, Z., Zhao, Y. Y., Mu, D. D., Zhong, X. Y., & Jiang, S. T. (2019). Camellia oil-based oleogels structuring with tea polyphenol-palmitate particles and citrus pectin by emulsion-templated method: Preparation, characterization and potential application. Food Hydrocolloids, 95, 76–87. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.04.016

Ma, K., Van De Voort, F. R., Ismail, A. A., Zhuo, H., & Cheng, B. (2000). Monitoring peroxide value in fatliquor manufacture by Fourier transform infrared spectroscopy. Journal of the American Oil Chemists’ Society 2000 77:6, 77(6), 681–685. https://doi.org/10.1007/S11746-000-0109-2

Marangoni, A. (2013). Gelificación de polímeros de aceites (Patent No. ES 2 437 394 T3). Oficina Española de Patentes y Marcas.

Mattice, K. D., & Marangoni, A. G. (2018). Oleogels in food. Encyclopedia of Food Chemistry, 255–260. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100596-5.21662-4

Minitab LLC. (2022). Minitab Support. Web Page. https://support.minitab.com/es-mx/minitab/21/help-and-how-to/statistical-modeling/doe/supporting-topics/taguchi-designs

Nuncio-Jáuregui, N., Calín-Sánchez, Á., Vázquez-Araújo, L., Pérez-López, A. J., Frutos-Fernández, M. J., & Carbonell-Barrachina, Á. A. (2015). Processing Pomegranates for Juice and Impact on Bioactive Components. In Processing and Impact on Active Components in Food (pp. 629–636). Elsevier Inc. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-404699-3.00076-7

Qu, W., Li, P., Hong, J., Liu, Z., Chen, Y., Breksa, A. P., & Pan, Z. (2014). Thermal stability of liquid antioxidative extracts from pomegranate peel. Journal of the Science of Food and Agriculture, 94(5), 1005–1012. https://doi.org/10.1002/jsfa.6361

Quirós Fernández, R., & López Plaza, B. (2017). Estudio de intervención nutricional para evaluar el efecto de la suplementación oral con hidroxitirosol y punicalagina sobre diferentes marcadores tempranos de la aterosclerosis en sujetos de mediana edad, aparentemente sanos sin enfermedad cardiovascular [UAM. Departamento de Química Física Aplicada; Instituto de Investigación Sanitaria Hospital Universitario de La Paz (IdiPAZ)]. https://repositorio.uam.es/handle/10486/680393

Ramírez‐carrasco, P., Paredes‐toledo, J., Romero‐hasler, P., Soto‐bustamante, E., Díaz‐calderón, P., Robert, P., & Giménez, B. (2020). Effect of adding curcumin on the properties of linseed oil organogels used as fat replacers in Pâtés. Antioxidants, 9(8), 1–18. https://doi.org/10.3390/antiox9080735

Rogers, M. A., Strober, T., Bot, A., Toro-Vazquez, J. F., Stortz, T., & Marangoni, A. G. (2014). Edible oleogels in molecular gastronomy. International Journal of Gastronomy and Food Science, 2(1), 22–31. https://doi.org/10.1016/j.ijgfs.2014.05.001

Rusak, D. A., Brown, L. M., & Martin, S. D. (2003). Classification of Vegetable Oils by Principal Component Analysis of FTIR Spectra. Journal of Chemical Education, 80(5), 541–543. https://doi.org/10.1021/ED080P541

Shi, R., Zhang, Q., Vriesekoop, F., Yuan, Q., & Liang, H. (2014). Preparation of organogel with tea polyphenols complex for enhancing the antioxidation properties of edible oil. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 62(33), 8379–8384. https://doi.org/10.1021/jf501512y

Singh, A., Auzanneau, F.-I., & Rogers, M. A. (2017). Advances in edible oleogel technologies – A decade in review. Food Research International, 97(May), 307–317. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.04.022

Stortz, T. A., & Marangoni, A. G. (2014). Ethylcellulose-Stabilized Heat Resistant Chocolate [University of Guelph, ON, Canada]. https://atrium.lib.uoguelph.ca/xmlui/bitstream/handle/10214/8310/Stortz_Terri_201408_PhD.pdf?sequence=1

Taghvaei, M., & Jafari, S. M. (2015). Application and stability of natural antioxidants in edible oils in order to substitute synthetic additives. Journal of Food Science and Technology, 52(3), 1272–1282. https://doi.org/10.1007/s13197-013-1080-1

U.S. Food and Drug Administration. (2020). CFR - Code of Federal Regulations Title 21. https://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/cfrsearch.cfm

van de Voort, F. R., Ismail, A. A., Sedman, J., Dubois, J., & Nicodemo, T. (1994). The determination of peroxide value by fourier transform infrared spectroscopy. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 71(9), 921–926. https://doi.org/10.1007/BF02542254

Villeneuve, P., Bourlieu-Lacanal, C., Durand, E., Lecomte, J., McClements, D. J., & Decker, E. A. (2021). Lipid oxidation in emulsions and bulk oils: a review of the importance of micelles. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 0(0), 1–41. https://doi.org/10.1080/10408398.2021.2006138

Young, J. E., Pan, Z., Teh, H. E., Menon, V.,

Modereger, B., Pesek, J. J., Matyska, M. T., Dao, L., & Takeoka, G. (2017). Phenolic composition of pomegranate peel extracts using an liquid chromatography-mass spectrometry approach with silica hydride columns. Journal of Separation Science, 40(7), 1449–1456. https://doi.org/10.1002/jssc.201601310

Zetzl, A. K., Gravelle, A. J., Kurylowicz, M., Dutcher, J., Barbut, S., & Marangoni, A. G. (2014). Microstructure of ethylcellulose oleogels and its relationship to mechanical properties. Food Structure, 2, 27–40. https://doi.org/10.1016/j.foostr.2014.07.002

Zetzl, A. K., Marangoni, A. G., & Barbut, S. (2012). Mechanical properties of ethylcellulose oleogels and their potential for saturated fat reduction in frankfurters. Food and Function, 3(3)

327–337. https://doi.org/10.1039/c2fo10202a

Granada

Descargas

Publicado

2023-01-01

Cómo citar

Álvarez-Díaz, N., Michel-Michel, M., Aguilar-Zárate, P., Ascacio-Valdés, J., Wong-Paz, J., Muñiz-Márquez, D., & Aguilar-Zárate, M. (2023). Efecto antioxidante de polifenoles extraídos de cáscara de granada sobre oleogeles a base de aceite vegetal y etilcelulosa. RIIIT Revista Internacional de Investigación e Innovación Tecnológica, 10(60), 31-48. https://revistas.uadec.mx/RIIIT/article/view/1109