CONCURSO NACIONAL “PERÚBIODIVERSO” DE PROYECTOS EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA ORIENTADOS ORIENT ADOS AL BIOCOMERCIO BIOCO MERCIO
Dr. Da Dr. Davvid Ca Camp mpos os Gu Guti tier erre rezz Dra. Rosana Chirinos Gallardo Dr. Milber Ureña peralta Ms. Sc. Indira Betalleluz Pallardel Ms. Sc. Ana Aguilar Gálvez Ms. Sc. Freddy Yavar Villanueva Ing. Pablo Trellez Morales Ing. Flor Chambi Jallurama Ing. Noemí Bravo Aranibar
I. INTRODUCCION La Tara (Caesalpinia spinosa) es un árbol de origen peruano que crece en las zonas secas. Leyenda: 02 Ancash 03 Apurímac 04 Arequipa 05 Ayacucho 06 Cajamarca 09 Huancavelica 10 Huánuco 11 Ica 12 Junín 13 La Libertad 14 Lambayeque 16 Lima 19 Moquegua 21 Piura 24 Tacna
I. INTRODUCCION La Tara (Caesalpinia spinosa) es un árbol de origen peruano que crece en las zonas secas. Leyenda: 02 Ancash 03 Apurímac 04 Arequipa 05 Ayacucho 06 Cajamarca 09 Huancavelica 10 Huánuco 11 Ica 12 Junín 13 La Libertad 14 Lambayeque 16 Lima 19 Moquegua 21 Piura 24 Tacna
I.1. Taninos Taninos de la tara tara
OH OH O
• Las vainas vainas de tara tara contienen contienen entre 50 a
60 % de taninos hidrolizables del tipo galotaninos y en muy baja proporción los elagitaninos
OH OH
O
O
O
H O
OH
O O
H O
O H O
O
O
• Par Para much muchos os galot alotan anin inos os,, el poli poliol ol
central es la glucosa la glucosa,, en otros puede ser el glucitol, el glucitol, hamamelosa (derivada hamamelosa (derivada de la ribosa), ácido ribosa), ácido sikimico, ácido quínico y quercitol
OH
O
O
OH OH
HO OH
OH
HO
β-1,2,3,4,6-Pentagaloil-O-D-Glucopiranosa O OH
• Los Los tanin aninos os de las vaina ainass de tara ara se
componen esencialmente de los ésteres polidigaloílicos de ácido quínico
O
O
OH HO
OH OH
Ester digaloil (Enlace para-depsídico)
Taninos de la tara Los taninos de la tara pueden ser ser dividi ididos en tres grupos:
ácidos mono ono-, di-, tri-, y tetra-galoilquínico, los que no tienen enlaces depsídicos;
despidos
relacionados a la estr estruc uctu tura ra 3,4, 3,4,55-tr trig igal aloi oil,l, considerados como los mayores componentes de los taninos de tara y
desp despid idos os rela relaci cion onad ados os alStructure of 3,4,5 tri-O-galloylqui
…Taninos de la tara
La estructura de galotaninos de tara fue detallada por Clifford y Bouchet (2007), • • • • • •
ácido 4-galoil-5-(digaloil)quínico, ácido 5-galoil-4-(digaloil)quínico, ácido 3-(digaloil)-4,5-digaloilquínico, ácido 4-(digaloil)-3,5-digaloilquínico, ácido 5-(digaloil)-3,4-digaloilquínico, y ácido 1,3,4-trigaloilquínico.
Los galotaninos de tara ácido 1,3digaloilquínico y ácido 1,3,4trigaloilquínico son de naturaleza hidrófila.
O
R1 = HO
OR2
OH
tara O
OR1
R2 = Ácido quínico R1 = R2 = H
OH
C
COOH
R1O
OH
OH OH O
C
O
C
n n = 0, 1, 2
Galotaninos de la tara
OH OH OH
Hidrólisis de los taninos • En los galotaninos, los enlaces depsídicos son más fácilmente hidrolizables que
los enlaces éster entre el ácido quínico o glucosa y el ácido gálico. • Puede ocurrir una metanólisis en un medio débilmente acidulado y en presencia de metanol, rompiéndose los enlaces depsídicos pero no los enlaces estéricos. • Sin embargo un tratamiento con un ácido fuerte y calentamiento puede producir hidrólisis de ambos enlaces, convirtiendo los galotaninos en ácido gálico y su correspondiente poliol (azúcar o ácido quínico) O OH O
O
HO OH
O
OH
+ H2O
HO
O
OH
OH OH
+
HO
OH OH
OH
Ester digaloil (Enlace para-depsídico)
Ester galoil
Ácido gálico
II. Objetivos Objetivo general • Determinar las condiciones óptimas para la obtención de extractos
antioxidantes de tara y evaluar su eficacia en la protección frente a la oxidación en aceites y carnes. Objetivos específicos • Determinar los parámetros óptimos de extracción de taninos hidrolizables a
partir de la vaina de tara, determinando en el extracto óptimo los compuestos fenólicos, actividad antioxidante, así como el perfil de compuestos fenólicos principales mediante HPLC – DAD. • Estudiar la cinética de hidrólisis química de los taninos del extracto de tara. • Determinar la influencia del grado de hidrólisis de los taninos en la capacidad
antioxidante “in vitro” y evaluar la eficacia antioxidante en aceite de soya y en carne.
III. MATERIALES Y METODOS
Materia prima Se trabajó con vainas de tara (Caesalpinia spinosa) provenientes del Departamento de Ancash, adquiridas en un mercado local
3.2. Métodos de análisis
• Determinación de humedad y materia seca. Método
gravimétrico reportado por la A.O.A.C (1990). • Determinación de la capacidad antioxidante. Método
reportado por Arnao (2001). • Determinación de compuestos fenólicos totales. Método
reportado por Singleton y Rossi (1965). • Determinación de taninos hidrolizables (Galotaninos).
Método de Hagerman et al . (1998).
3.2. Métodos de análisis
•
Separación, identificación y cuantificación de los principales compuestos fenólicos mediante cromatografía líquida de alta performance y detector de arreglo de diodos (HPLC –DAD). Según el método reportado por Tsao y Yang
(2003). Los estándares, extractos y fracciones de fenólicos fueron separados en una columna de fase reversa de C 18 , X Terra RP 18 (250mm x 4,6mm; 5 m)
de Waters, con una fase binaria compuesta de ácido acético al 6% y
acetonitrilo. Los compuestos fenólicos fueron identificados en el rango de 200 – 700 nm, de acuerdo a su espectro de absorción y su respectivo tiempo de retención al comparar con los estándares.
3.2. Métodos de análisis (evaluación de la eficacia antioxidante en aceite de soya)
•
Eficacia antioxidante en aceite de soya mediante Calorimetría de Barrido Diferencial (DSC). Según el método descrito por Besbes et al. (2005) y Tan et al. (2002)
•
Índice de peróxidos (IP). Según el Método 965.33 de la AOAC (1995)
•
Contenido de dienos conjugados (%DC). Según el método 957.13 de la AOAC (1995)
•
Índice o valor de p-anisidina (p-AV). Según el método 2.504 de la IUPAC (1987)
3.2. Métodos de análisis (evaluación de la eficacia antioxidante en carne) Determinación de la oxidación de proteínas en carne. Se utilizó el método descrito por Oliver et al. (1987), donde las proteínas oxidadas son detectadas con 2,4 dinitrofenilhidrazina (DNPH) el cual reacciona con los derivados de carbonilos de proteína para formar hidrazonas estables. Estas hidrazonas tienen absorbancia máxima a 370 nm. Los resultados se expresan como nmol de carbonilos/ mg de proteína. Determinación de la oxidación lipídica en carne. se empleó el método reportado por Rosmini (1996), el cual se basa en la reacción del malonaldehído (MDA) con el ácido tiobarbitúrico (TBA) para obtener un pigmento rojo que se forma por la condensación de dos moléculas de TBA con una molécula de MDA. La lectura se efectuará a 532 nm. Los resultados se expresarán como mg de MDA/ g de muestra.
3.3. Metodología experimental Tara
3.3.1. Optimización de la extra-cción de los taninos de tara
SELECCIÓN Y LIMPIEZA
DESVAINADO
a. Obtención de la Tara en polvo Las vainas de tara fueron procesadas con la finalidad de obtenerla bajo la forma de harina (Figura ), la cual posteriormente fue empleada para la extracción de taninos.
Semilla Vaina
SECADO A 55 C, humf. 6 A 8 % °
MOLIENDA
Tara en polvo
b. Pruebas preliminares
Fin seleccionar y reducir el número de variables* que puedan ser consideradas en el método de optimización de la extracción de los taninos de la tara.
Variables a evaluar: • Solvente: Metanol 80% (v/v), etanol 80% (v/v), agua y acetona 80% (v/v) • Nivel de pH: 2, 3 y 5
Constantes: • Temperatura y tiempo de extracción: 4°C por 20 h • Relación materia prima/solvente: 1/375 • Tamaño de partícula: < 1 mm *Las variables fueron tomadas de trabajos precedentes de extracción de taninos hidrolizables de diferentes fuentes vegetales.
Se evaluó el contenido de fenólicos totales, capacidad antioxidante y taninos hidrolizables
c. Screening de variables* a ser consideradas en el método de Superficie Respuesta (MSR) utilizando el diseño de Taguchi Fin seleccionar las variables a ser optimizadas por el MSR Variables Relación materia prima:solvente: 1/10 – 1/ 60 Temperatura de extracción: 25 – 75°C Tiempo de extracción: 0.5 – 3 h Constantes Solvente de extracción : Agua pH : nivel que den las variables Tamaño de partícula: < 1 mm * Los valores de las variables a evaluar fueron seleccionadas de investigaciones previas realizadas en extracción de taninos hidrolizables en diferentes fuentes vegetales.
Se evaluó el contenido de taninos hidrolizables
Se aplicó el diseño experimental correspondiente al criterio de “mayor es mejor” del
método de Taguchi con arreglo ortogonal L 4 (23) evaluando simultáneamente, las tres variables que condicionarían la extracción de los taninos. La distribución de las variables, sus interacciones y los niveles mínimos y máximos de cada factor evaluado se presentan en las Tablas X e Y: Tabla X. Niveles mínimos y máximos para el “screening” de las variables en el
diseño experimental de Taguchi con arreglo ortogonal L4 (23) Niveles Variables
1 Mínimo
2 Máximo
Materia prima/solvente (p/v) (A)
10
60
Temperatura (°C) (B)
25
75
Tiempo (h) (C)
0.5
3
Tabla Y. Distribución de las variables y sus niveles en el diseño experimental de Taguchi con arreglo ortogonal L4 (23)
Tratamientos 1 2 3 4
Variables de control A B C 1 1 2 2
1 2 1 2
1 2 2 1
d. Método de Superficie Respuesta (MSR) para la optimización de la extracción de los taninos hidrolizables de tara Se empleó el Diseño Central Compuesto Rotable (DCC) con las variables que resultaron ser significativas del diseño Taguchi. Se estableció el criterio del “mayor es mejor”.
El DCC estableció 13 corridas por triplicado y cinco réplicas alrededor del punto central Se evaluó el contenido de taninos hidrolizables
3.3.2. Estudio de la cinética de hidrólisis de los taninos
3.3.3. Estudio de la eficacia antioxidante en aceite de soya, mediante DSC
La fracción acetato de etilo fue concentrada y resuspendida en etanol (FAEC), seguidamente se aplicaron 100 ppm de al aceite crudo de soya (0,1 mg á gálico equi / g aceite) Las condiciones de trabajo para el análisis por DSC fueron: velocidad de calentamiento 40 ºC/min, temperatura 140 ºC, flujo de oxígeno 35 mm3/min. Se consideró un blanco: aceite crudo de soya sin antioxidantes y un antioxidante sintético (TBHQ).
Se calculó el factor de estabilización:
F= PIinh/PI0 Donde: PIinh=periodo de inducción en presencia de un inhibidor y PI0=periodo de inducción en el sistema sin inhibidor
a. Extracción de los taninos Se realizó una extracción bajo las siguientes condiciones: -Solvente : acetona al 80% -Relación materia prima:solvente de 1: 100 (p/v) -Tiempo y temperatura: 20 horas a 4 °C; El extracto se concentró bajo vacío (~38 ºC), luego se mantuvo por 16 h a 4 °C (clarificación). El extracto acuoso final fue denominado extracto bruto (EB).
b. Hidrólisis de los taninos Al EB (20 mg AGE/mL) se le adicionó H2SO4 hasta una concentración 2N y luego se sometió a 100ºC por diferentes tiempos: 0; 0.5; 1; 1; 2; 4; 5; 6; 8; 9; 20; 24 y 28 horas. En los extractos hidrolizados (EH) se determinó su concentración de ácido gálico, compuestos fenólicos, capacidad antioxidante y el grado de hidrólisis (GH) GH (%)
Donde:
AGEH =
AG EH AG I AG HC AG I
x100
Acido gálico en el extracto hidrolizado a un tiempo t AGI = Acido gálico en el extracto antes de hidrolizar AGHC = Acido gálico en el extracto sometido a hidrólisis completa
3.3.5. Eficacia antioxidante en aceite de soya, mediante DSC, a diferentes concentraciones de antioxidante De acuerdo a los resultados precedentes: capacidad antioxidante específica y estabilidad oxidativa, se seleccionará dos hidrolizados con las mejores características (uno con mayor CAOX y otro con mayor F) en el menor tiempo (menor grado de hidrólisis).A los dos hidrolizados se les evaluará su eficacia antioxidante en aceite de soya a 140 ºC en DSC. ANÁLISIS DOSIMETRIA A 140 ºC
Ta
C1
C2
Tb
C3
C4
C1
C2
Tc
C3
C4
C1
C2
C3
C4
Ti = Tipo de antioxidante (hidrolizados seleccionados H>caox , H>F y TBHQ) Ci = Concentración del antioxidante 50, 100, 200 y 300 ppm
3.3.6. Evaluación de la actividad antioxidante de los hidrolizados en aceite de soya a 60 ºC (Estufa de Schall) Los dos hidrolizados con las mejores características, mayor capacidad antioxidante (H >caox) y mayor factor de estabilidad (H>F) en el menor tiempo y un antioxidante comercial (TBHQ) fueron añadidos al aceite de soya a dos concentraciones (100 y 200 ppm) y se almacenó durante 0, 5, 10, 15 y 20 días a 60 ºC: Variables a evaluar : Índice de peróxido Valor de p-anisidina Dienos conjugados Tiempo de inducción residual a 140 ºC • • • •
Una muestra de aceite se soya sin antioxidantes se trató bajo las mismas condiciones para ser usada como control (blanco)
EVALUACIÓN DEL EFECTO ANTIOXIDANTE EN ACEITE DE SOYA A 60 ºC (Estufa Schall)
Tb
Ta
1
1
C2
C1
C2
C1
Tc
1
1
Ti= Tipo de antioxidante (hidrolizados seleccionados H>caox , H>F y TBHQ) Ci= Concentración del antioxidante (100 y 200 ppm) i tiem o de almacenamiento 5 10 15 20 días
C2
C1
1
1
3.3.7. Evaluación de la eficacia antioxidante de los extractos hidrolizados en carne de cerdo Carne de cerdo EE 100 ppm
H>COx 600 ppm
300 ppm
100 ppm
H>Fc 600 ppm 100 ppm
300 ppm
TBHQ 600 ppm
300 ppm
Molienda, moldeado Hamburguesas (50 g c/u)
°C, a 0, 2, 4 y 6 d as de almacenaje
200 ppm
IV. RESULTADOS Y DISCUSION
4.1. Optimización de la extracción de los taninos hidrolizables de tara a. Pruebas preliminares Contenido de taninos, compuestos fenólicos y capacidad antioxidante en los extractos obtenidos con diferentes solventes de extracción y a diferentes niveles de pHa Contenido de taninos Compuestos Capacidad antioxidante hidrolizables fenólicos (mg Solvente de (μmol TE/g, b.s) b Galotaninos GAE/g, b.s) extracción (mg GAE/g, b.s) Nivel de pH 2.08 3.06 5.05 2.08 3.06 5.05 2.08 3.06 5.05 Agua 485.0 505. 472. 338. 431. 345. 8775.9 10020. 9610.1 Metanol 289.3 1 6 2 5 8 12018. 6 12838.5 80% 373.5 251. 302. 569. 591. 526. 4 11300. 11807.5 Etanol 80% 542.3 1 9 9 8 4 12232. 4 11908.1 Acetona 355. 338. 435. 445. 448. 4 12815. 80% 2 4 4 1 8 11827. 5 538. 526. 582. 641. 552. 9 11691. 8 4 4 5 7 5 ANOVA mostró diferencias significativas en solventes y no para pH ( p < 0.05) Se decidió continuar con el agua y evaluar sólo los taninos hidrolizables
b. Screening de variables a ser consideradas en el método de Superficie Respuesta (MSR) utilizando el diseño de Taguchi Distribución de las variables, sus niveles en el diseño experimental de Taguchi con arreglo ortogonal L4 (23) y el contenido de taninos*
Tratamientos (corridas)
1 2 3 4
Factores de control Relación Temperat Tiempo ura (°C) materia (h) prima/solv ente
1/10 1/10 1/60 1/60
25 75 25 75
0.5 3 3 0.5
Contenid o de taninos hidroliza bles (mg AGE/g, b.s) 294.1 468.3 462.8 460.5
Valores señal/ruido (ETA) de cada variable evaluado para el contenido de taninos hidrolizables extraídos aplicando el diseño Taguchi con arreglo ortogonal L 4 (23) (
53,5 S
53,0 N/
52,5 0
52,0 51,5 51,0 50,5 50,0 E
T
A
=
1-
0
ol
49,5
u
m * 1( 1 g *
49,0
(materia prima/solvente)
1
2
(Temperatura)
1
(Tiempo)
2
1
2
ANOVA mostró diferencias significativas en las variables temperatura y tiempo pero no para materia prima/solvente ( p < 0.05). Según la premisa “mayor es mejor” se trabajó con los mayores niveles
de las variables temperatura y tiempo.
c. Método de Superficie Respuesta (MSR) para la optimización de la extracción de los taninos hidrolizables de tara Diseño Central Compuesto Rotable (DCC) del método de Superficie Respuesta para la extracción de los taninos hidrolizables de la tara* Corridas
Temperatura (°C)
Tiempo (h)
1
65
2
2
60
1
3
65
3.41421
4
65
2
5
65
0.585786
6
72.0711
2
7
65
2
8
70
3
9
70
1
10
65
2
11
60
3
12
57.9289
2
13
65
2
(*) Las trece corridas se hicieron por triplicado y con cinco puntos en el punto central. Condiciones de extracción
Superficie Respuesta para el contenido de taninos de la tara en función a la temperatura y tiempo de extracción 2 TH(mg / g bs) 306.85 7.51T - 32.46q - 0.075T
2
0.035Tq 5.97q
470 s460 o450 n i n440 a430 3 T 2,6 2,2 420 1,8 1,4 60 62 64 66 68 1 70 Tiempo
Tem eratura
Modelo matemático que predice el comportamiento de extracción de los taninos: Taninos hidrolizables (mg AGE/ g, b.s) = 306,85 + 7,51*Temp - 32,46*Tiempo
-0,075*Temperatura^2 + 0,036*Temperatura*Tiempo + 5,97*Tiempo^2 Modelo se ajusta en un 65.5%
Curva de nivel de la Superficie Respuesta para los factores tiempo y temperatura en la recuperación de los taninos de la tara
3 2,6 o p2,2 m e i 1,8 T 1,4 1
Taninos 425,0 430,0 435,0 440,0 445,0 450,0 455,0 460,0 465,0 60
62
64
66
Tem eratura
68
70
Se logró maximizar la extracción de los taninos. Condiciones: temperatura de 57.9 °C; tiempo de 0,58 h; solvente: agua, pH ~ 3.56 y relación materia prima/solvente de 1/60; bajo estas condiciones la cantidad máxima de taninos recuperados fue de 473.4 mg AGE/g, b.s. El modelo pasó por una validación
4.2. Estudio de la cinética de hidrólisis de los taninos Evolución del grado de hidrólisis, durante la hidrólisis ácida de extracto de tara en H2SO )4 2 N, 20 mg á. gálico equi./ mL y 100 ºC. l m / g 22 aab abab b abb b m ( a a o20ab c i l 18 á J g16 HI o14 G d i c á 12 F e10 d n 8 E ó i 6 DD c a r 4 C t n 2 B e A c 0 n 5 10 o 0 C
s o c i l ó . b b 22 n ab ab e l 20 f ) s m / o 18 t . JK K i s u 16 e q I I u 14 p e o c 12 m i o l 10 c á e g á 8 d n g Compuestos fenólicos 6 ó m Ácido gálico libre 4 i ( c a r t 2 n 0 e c 15 20 25 30 n o C Tiempo (h)
N = 3. Las letras mayúsculas y minúsculas indican la existencia de diferencia
Contenido de compuestos fenólicos totales, galotaninos, ácido gálico libre y capacidad antioxidante en los extractos bruto y entero
Contenido de: Comp. fenólicos tot. (mg á. gálico equiv./g. ms)
Extracto Bruto (EB) 568,76 ± 14,97
Extracto Entero (EE) 516,46 ± 1,89
Galotaninos (mg á. gálico equiv./g, ms)
537,2 ± 17,51
521,17 ± 15,59
Ácido gálico libre (mg á. gálico equiv./g, ms)
17,96 ± 5,57
22,51 ± 6,31
Capa. antioxidante (mol trolox equiv./g, ms)
10 557,42 ± 344,98
9 730,89 ± 445,39
Evolución del grado de hidrólisis, durante la hidrólisis ácida de extracto de tara en H2SO4 2 N, 20 mg á. gálico equi./ mL y 100 ºC. Tiemp Grado de 100 ) 90
% ( 80 s i s70 i l ó f r 60 d i 50 H e e40 d o d30 d d a r 20 c G b
h g
i
j
jk
k
h
o (horas )
h
10
0 a 0
6
12
18
Tiempo (h)
24
30
0 0.5 1 1.5 2 4 5 6 8 9 12 16 20 24 28
Hidrólisis
% Promedi o 0 10.264 16.971 22.606 23.302 38.852 55.252 77.156 88.445 93.773 97.045 98.869 100 86.122 86.128
±
SD
0 0.531 1.636 1.347 0.93 2.835 0.083 2.318 0.503 2.242 0.453 0.834 0 0.832 1.42
N = 3. Las letras mayúsculas y minúsculas indican la existencia de diferencia
Capacidad antioxidante de los extractos de tara a diferentes tiempos de hidrólisis (H2SO4 2 N, 20 mg á. gálico equi./ mL y 100 ºC). 600 500 e ) t l n m a / . d i i x u400 o q i t e n x a o l d o a r300 b t d i l c o a m a p u a ( C
d
e
f
g
d e
c
5
10 Tiempo (h)
Grado de Hidrólisis (%)
Prome dio
200
100 0
Tiemp o (h)
15
20
±
Incre.cap.an tioxidante (%)
Cap. antioxidante (umol trolox equiv./ mg á. gálico)
SD
Prome dio
±
SD
0
0
0
17.61 3
0.194
0.00
0.5
10.26 5
0.567
18.70 9
0.199
6.22
1.5
22.60 6
1.36
20.52 1
0.315
16.51
4
38.84 4
2.667
25.98 6
0.269
47.54
5
55.25 2
0.21
25.64 7
0.481
45.61
6
77.16 3
2.666
25.29 7
0.327
43.63
8
88.44 7
0.895
25.59 4
1.457
45.31
9
93.76 7
1.837
25.78 3
0.662
46.39
20
100
0.448
25.74 9
0.198
46.19
N = 3. Las letras mayúsculas y minúsculas indican la existencia de diferencia
Capacidad antioxidante especifica de los extractos de tara a diferentes tiempos de hidrólisis (H2SO4 2 N, 20 mg á. gálico equi./ mL y 100 ºC). a c i i f u30 í ) c q e e p o s c25 i e l e t á n g20 á a i d g i / u x q m15 o e i t n x o a l 10 d o r a t d i l c o 5 a ( m p u a C 0
d b
d
d d d
d
c
a
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100
Grado de hidrólisis (%) N = 3. Las letras mayúsculas y minúsculas indican la existencia de diferencias significativas (p< 0,05).
Evaluación de la eficacia antioxidante de los taninos hidrolizados en aceite de soya, mediante calorimetría de barrido diferencial (DSC)
Termogramas (140 0C) obtenidos mediante DSC del aceite de soya con 100 ppm de taninos hidrolizados (≠ GH), blanco (sin antiox.) y TBHQ 100 ppm
93.7%
38.8%
Blanco sin antioxidante 10.3%
100%
22.6% 55.2% 88.4.1 % 77.1% TBHQ
Capacidad antioxidante específica de taninos hidrolizados de vainas de tara a diferentes grados de hidrólisis y su eficacia en aceite de soya a 140 ºC
1,6
30
d a 25 c ) i f i G c e A p E s g20 e l m a / c x i o d l a o15 r r r i t T n q a d E l a o10 d i m v u i t ( c A
a
b
d
d
d d d
1,4
b
1,2
c
d
c
a
n o i c1,0 a z i l i b a t 0,8 s E r o t c0,6 a F
Factor de estabilización
0,4
Polinómica (Factor de estabilización)
5
y = -2E-05x 2 + 0,0049x + 1,077 R2 = 0,97
0,2
0 0
10
20
30
40
50
60
70
Grado de hidrólisis %
80
90 100 110
f g g
e
d
0,0 0
10
20
30
40
50
60
Grado de hidrólisis %
70
80
90
100
Cromtogramas HPLC-DAD de los extractos de tara de diferentes grados de hidrólisis 0.50
0.50
0.40 Extracto sin hidrolizar
0.40
0.30
U A
0.20
0.20
0.10
0.10
0.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 Minutes
0.00
0.50
0.50
0.00
10.00
o c i l á g . A
0.40
o c i l á g . A
0.30
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00 100.00
70.00
80.00
90.00 100.00
Minutes
GH = 38.8% (4 h)
U A
GH = 100% (20 h)
0.30 U A
0.20
0.20
0.10
0.10
0.00
0.00
0.00
GH = 93.7 % (9 h)
0.30
U A
0.40
o c i l á g . A
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00 Minutes
60.00
70.00
80.00
90.00 100.00
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00 Minutes
60.00
Influencia de la concentración de antioxidantes en el factor de estabilización de aceite de soya a 140 ºC. 2,0 1,9 n ó i c a z i l i b a t s e e d r o t c a F
1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 H>caox
1,3 1,2
H>F
1,1
TBHQ
1,0 0
100
200
300
Concentración (ppm) Las curvas se ajustan a los siguientes modelos: -H>caox: F= 0,8451 + 0,0054 C – 6E-06 C2 , R2 = 0,998 -H>F: F = 0,9732 + 0,0029 C – 8E-07 C2 , R2
- TBHQ : F = 0,966 + 0,0039 C -8E-06 C 2 , R2 = 0,977 Donde F= factor de estabilización y C=
4.6. Evaluación de la actividad antioxidante de los hidrolizados en aceite de soya a 60 ºC (Estufa de Schall) ……. Evaluación del Ïndice de peróxido en aceite de soya a 60 ºC (Estufa de Schall) 180 160
) e t i s e 140 o c d i a 120 x g o r k / e o 100 p d i e x 80 d o e r c e i p 60 d q n e I m 40 (
20 0 0
5
10
15
20
Tiempo (días)
Blanco H>caox 100 ppm H>caox 200 ppm
TBHQ 100 ppm TBHQ 200 ppm
H>F 100 ppm H>F 200 ppm
……. Evaluación de la dienos conjugados en aceite de soya
a 60 ºC (Estufa de Schall) 25 s 20 o d a g u j 15 n o C s o 10 n e i D %
5 0
0
5
10
15
20
Tiempo (días)
Blanco H>caox 100 ppm H>caox 200 ppm
TBHQ 100 ppm TBHQ 200 ppm
H>F 100 ppm H>F 200 ppm
……. Evaluación del valor p-anisidina en aceite de soya a 60 ºC
(Estufa de Schall) 30
25 a 20 n i d i s i n a - 15 p r o l a 10 V
5
0 0
5 Blanco H>caox 100 ppm H>caox 200 ppm
10 Tiempo (días) TBHQ 100 ppm TBHQ 200 ppm
15
20 H>F 100 ppm H>F 200 ppm
……. Evaluación del tiempo de inducción en aceite de soya a 60 ºC
(Estufa de Schall) 80 70 60
t e ) s s 50 n o o t 40 o u p n i m m ( 30 e i T
20 10 0 0
5
Blanco H>caox 100 ppm H>caox 200 ppm
10 15 Tiempo (días) TBHQ 100 ppm TBHQ 200 ppm
20 H>F 100 ppm H>F 200 ppm
Tiempo de
EH4h
EH9h
EE
almacenamiento
BHT
Control
(200ppm)
(sin
(días)
antioxidante)
Aplicación de extractos de tara a 100 ppm
0
2.47bC
2.84aC
2.83aD
2.39bC
3.09aD
2
5.54cB
5.67cB
6.16a,bC
5.01dB
6.70aC
4
5.77cB
5.69cB
7.51bB
5.48cB
8.74aB
6
9.18cA
8.27c,dA
10.91bA
7.43dA
11.88aA
Aplicación de extractos de tara a 300 ppm
0
2.91aD
2.92aD
2.94aD
2.39bC
3.09aD
2
4.80bC
4.78bC
4.78bC
5.01bB
6.70aC
4
5.34cB
5.79bB
5.79bB
5.48bB
8.74aB
6
7.35cA
7.93bA
7.93bA
7.43b,cA
11.88aA
Aplicación de extractos de tara a 600 ppm
0
2.79bC
2.69bC
2.76bD
2.39bC
3.09aD
2
2.99dC
2.77dC
4.06cC
5.01bB
6.70aC
4
3.88cB
3.10cC
5.20bB
5.48bB
8.74aB
6
4.66dA
4.11eA
6.04cA
7.43b,cA
11.88aA
Tiempo de
EH4h
EH9h
EE
almacenamiento
BHT
Control
(200ppm)
(sin
(días)
antioxidante)
Aplicación de extractos de tara a 100 ppm
0
9.29bD
9.45bD
10.21aD
7.18dC
8.10bD
2
10.54bC
10.27bC
11.58aC
7.66cC
10.08bC
4
11.75cB
11.08cB
13.57aB
8.22dB
12.29bB
6
12.88cA
12.49cA
14.36aA
9.26dA
13.81bA
Aplicación de extractos de tara a 300 ppm
0
6.83cC
6.92cC
6.85cC
7.18bC
8.10aD
2
8.18cB
7.46dB
9.12bB
7.66dC
10.08aC
4
8.55cB
7.98dB
9.82bB
8.22cB
12.29aB
6
10.07cA
9.21dA
11.09bA
9.26dA
13.81aA
Aplicación de extractos de tara a 600 ppm
0
5.63dC
5.52dC
6.68cD
7.18bC
8.10aD
2
7.13cB
6.76dB
8.19bC
7.66cC
10.08aC
4
7.45dB
6.95eB
9.78bB
8.22cB
12.29aB
6
9.49cA
8.26dA
11.15bA
9.26cA
13.81aA
V. CONCLUSIONES •
El mejor solvente de extracción de los taninos de la tara resultó ser acetona al 80%, seguido del agua, el etanol 80% y finalmente al metanol 80%. El pH no tiene influencia significativa ( p < 0.05) .
• Según el método de Taguchi, utilizando
agua como solvente de extracción, se determinó que relación materia prima/solvente no influye significativamente ( p < 0.05) en la extracción de los taninos de la tara, pero si la temperatura y el tiempo.
•
El máximo contenido de taninos hidrolizables extraídos, según el método Superficie Respuesta, es de 473.4 mg AGE/g (b.s), bajo las siguientes condiciones: solvente: agua; pH: 3.5; relación materia prima solvente: 1/60, temperatura: 57.9 °C y tiempo de 0.58 h.
…..V. CONCLUSIONES
• Una hidrólisis ácida a 100 ºC en H2SO4 2 N es capaz de liberar todo el ácido
gálico presente en los galotaninos de las vainas de tara en 20 horas.
• La máxima actividad antioxidante (25,986 ± 0,5 mol TE/ mg á gálico equi.)
se obtiene a las 4 h de hidrólisis (47 % más que la actividad obtenida sin hidrólisis), luego dicha actividad se mantiene constante. • Mediante Calorimetría de Barrido Diferencial (140°C, 35 ml de O2/min y 100
ppm) se estableció que con un GH de 88.4% se obtiene un eficacia antoxidante igual al que con TBHQ. Con un GH de 93,8-100% la eficacia antioxidante es mayor que con TBHQ.
…..V. CONCLUSIONES
• El extracto entero de tara (EE) y los extractos hidrolizados
(EH4h y EH9h) a las concentraciones de 100, 300 y 600 ppm mostraron buenos efectos protectores contra la oxidación lipídica y proteica de la carne de cerdo sometida a almacenamiento refrigerado (4ºC) por seis días.
