Estabilidad de los pigmentos carotenoides en los alimentos
Abstract
Los pigmentos carotenoides son compuestos responsables de la coloración de gran número de alimentos vegetales y animales. Numerosos estudios publicados recientemente han demostrado el efecto beneficioso de estos compuestos en la salud humana, por lo que, desde un punto de vista nutricional, resulta de gran importancia conocer qué factores intervienen en la degradación de los carotenoides, ya que su pérdida, además de producir cambios de color en el alimento, conlleva una disminución de su valor nutritivo. La inestabilidad de los carotenoides se debe al hecho de que son compuestos altamente insaturados, degradándose fundamentalmente debido a procesos oxidativos. Otros factores como la temperatura, la luz o el pH también pueden producir importantes cambios cualitativos en estos compuestos debido a reacciones de isomerización.
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Home SobrelaRevista HistoriadeA LA N CuerpoEditorial Suscripciones Edicionespublicadas Normasparapublicar Contáctenos Año2011,Volum e n 61Núm ero4 Año2011,Volumen61 Número4 Desarrolladopor: ArtículoNo.123456789101112131415161718 HOME>EDICIONES>Año2004,Volumen54Número2 TrabajosdeInvestigación Estabilidaddelospigmentoscarotenoidesenlosalimentos AntonioJ.MeléndezMartínez,IsabelM.Vicario,FranciscoJ.Heredia. AreadeNutriciónyBromatología.FacultaddeFarmacia.UniversidaddeSevillaSevilla,España. RESUMEN Estabilidaddelospigmentoscarotenoidesenlosalimentos Los pigmentos carotenoides son compuestos responsables de la coloración de gran número de alimentosvegetalesyanimales.Numerososestudiospublicadosrecientementehandemostradoel efectobeneficiosodeestoscompuestosenlasaludhumana,porloque,desdeunpuntodevista nutricional, resulta degran importanciaconocerquéfactoresintervienenen la degradación de los carotenoides, ya que su pérdida, además de producir cambios de color en el alimento, conlleva unadisminucióndesuvalornutritivo.Lainestabilidaddeloscarotenoidessedebealhechodeque son compuestos altamente insaturados, degradándose fundamentalmente debido a procesos oxidativos. Otros factores como la temperatura, la luz o el pH también pueden producir importantescambioscualitativosenestoscompuestosdebidoareaccionesdeisomerización. Palabrasclave:Carotenoides;estabilidad;isomerización;oxidación. SUMMARY Stabilityofcarotenoidpigmentsinfoods Carotenoids are responsible for the colour of a wide variety of both vegetable and animal foods. Several studies published recently have shown that these compounds have a beneficial effect in humanhealth, thus, from a nutritionalpointof view, itis important toknowthe factors relatedto their degradation, because carotenoid losses, not only produce changes in food colour, but also decreasetheirnutritionalvalue.Theinstabilityofcarotenoidsisduetothefactthattheyarehighly unsaturated compounds, thus degradation is due mainly to oxidation. Other factors, such as temperature,lightorpHcanproduceimportantqualitativechangesinthesecompoundsbymeans ofisomerizationreactions. Keywords:Carotenoids;stability;isomerization;oxidation. INTRODUCCION Los carotenoides son los pigmentos responsables de la mayoría de los colores amarillos, anaranjados y rojos de frutos y verduras, debido a la presencia en su molécula de un cromóforo consistente total o principalmente en una cadena de dobles enlaces conjugados. Están presentes en todos los tejidos fotosintéticos, junto con las clorofilas, así como en tejidos vegetales no fotosintéticos, como componentes de cromoplastos, que pueden ser considerados como cloroplastosdegenerados. Químicamente los carotenoides son terpenoides, formados básicamente por ocho unidades de isopreno,detalformaquelaunióndecadaunidadseinvierteenelcentrodelamolécula.Enlos carotenoides naturales sólo se encuentran tres elementos: C, H y O. El oxígeno puede estar presentecomogrupo hidroxilo,metoxilo,epoxi,carboxiloo carbonilo.Dentrode los carotenoides podemosdistinguirdosgrupos:loscarotenos,quesonhidrocarburos,ylasxantofilas,queposeen oxígenoensumolécula. Los dobles enlaces conjugados presentes en los carotenoides son los responsables de la intensa coloración de los alimentos que contienen estos pigmentos. Así, por ejemplo, los colores naranja de la zanahoria y rojo del tomate, se deben a la presencia de βcaroteno y licopeno, respectivamente(Figura1).Otroscompuestosmássaturadosydeestructurasimilarsonincoloros, comolessucedealfitoenoyalfitoflueno(Figura2)quetambiénsepresentanenalgunasplantas comestibles. FIGURA1 Estructurasquímicasdecarotenoylicopeno Venezuela,30deJuniode2015 Enviar
Debido a su estructura, los carotenoides están sujetos a muchos cambios químicos inducidos por las distintas condiciones de procesamiento que se emplean en la industria alimentaria. Por ello, desdeunpuntodevistanutricional,esdegranimportanciaconocerquéfactoresintervienenenla degradacióndeestoscompuestos,yaquesupérdida,ademásdeproducircambiosenelcolordel alimento,conllevaunadisminucióndesuvalornutritivo. Estabilidaddecarotenoides Los carotenoides son pigmentos estables en su ambiente natural, pero cuando los alimentos se calientan,ocuandosonextraídosendisoluciónenaceitesoendisolventesorgánicos,sevuelven mucho más lábiles. Así, se ha comprobado que los procesos de oxidación son más acusados cuandosepierdelaintegridadcelular,deformaqueenalimentosvegetalestriturados,lapérdida decompartimentacióncelularponeencontactosustanciasquepuedenmodificarestructuralmente, einclusodestruirlospigmentos.Notodoslostiposdecocinadoafectanenlamismamedidaalos carotenoides, de forma que la pérdida de estos pigmentos aumenta en el siguiente orden: cocinadoconmicroondas<cocinadoalvapor<hervido<salteado(1). Loscarotenoides,exceptoalgunasexcepciones,soninsolublesenaguayporlotantolaspérdidas por lixiviación durante el lavado y procesamiento de frutos son mínimas. Otros tratamientos empleadosenlasindustriasalimentarias,comoporejemploeltratamientoaaltapresión,parecen no afectar significativamente a los niveles de carotenoides en diversos productos vegetales . El escaldado industrial de los alimentos puede producir pérdidas de carotenoides, si bien la inactivación enzimática que produce previene pérdidas posteriores durante el procesado y almacenamiento.Encambio,lacongelación,laadicióndeantioxidantesylaexclusióndeloxígeno (vacío, envases impermeables al oxígeno, atmósfera inerte) disminuyen las pérdidas durante el procesadoyalmacenamientodelosalimentos(1). La destrucción de estos pigmentos reduce el valor nutritivo de los alimentos e induce una decoloración y una pérdida de sus características organolépticas. El grado de decoloración va a depender fundamentalmente de la presencia de agentes oxidantes en el medio (sobre todo oxígenomolecular)ydequesecomuniqueenergíasuficienteparaquelareaccióndedegradación tenga lugar.Laenergía se aporta en formadeluz o calor.Lareaccióndedecoloraciónsuponela pérdida de conjugación de la molécula y, en principio, no tiene por qué implicar la rotura del esqueleto hidrocarbonado, por lo que cualquier factor capaz de interrumpir la deslocalización electrónicaexistente,podríaproducirpérdidadecolor.Silascondicionesoxidantessondébilesyla energíasuministradanoessuficiente,sevuelvearestaurarelorbitalmolecularconlaposibilidad dequelaestructuraadoptelaconfiguracióncisotrans,enfuncióndequehayahabidorotaciónen elenlace.Silascondicionessonmuyseveras,elgradodedegradaciónprogresa,fragmentándose entonceselpigmento. En resumen puede decirse que los factores que influyen en la degradación de carotenoides en sistemas modelo son varios, como por ejemplo estructura del carotenoide, exposición a la luz, actividaddeagua,temperatura,presenciadeoxidantesoantioxidantes,presenciadesulfitos,etc. Estos estudios de estabilidad, sin embargo, son más complejos en los alimentos, debido a sus diferenciasestructuralesydecomposición,diferentestiposdeprocesadosindustriales,etc. Efectodelaoxidación Ladegradacióndeloscarotenoidessedebefundamentalmenteareaccionesdeoxidación,yasean noenzimáticasodebidasaenzimascomolaslipoxigenasas,ysepresentageneralmentedurante el secado de frutas y vegetales.Losprimerosdatos que existen sobre oxidaciónde carotenoides sonlosdeColeyKapur,quienesconjuganlasvariablesoxígenoytemperaturaenladegradación dellicopeno.Lainteraccióndeloscarotenoidesconalgunosconstituyentesdelosalimentosejerce unefectoprotectorcontradichasreacciones,detalformaqueseoxidanmásrápidamentecuando se extraen del fruto o se purifican. Es decir, la intensidad de la oxidación de los carotenoides depende de si el pigmento se encuentra in vivo oin vitro y de las condiciones ambientales. Por ejemploellicopeno,pigmentoresponsabledelacoloracióndelostomates,esmuyestableenese fruto, pero extraído y purificado es muy lábil . Al igual que con los lípidos, la oxidación de los carotenoidesseaceleraporlatemperatura,lapresenciademetales,luzyenzimasysereducepor
la adición de antioxidantes. Los alimentos que contienen antioxidantes, como tocoferoles o vitaminaC,conservanmejorloscarotenoidesyportanto,sucolor. En los alimentos procesados, el mecanismo de oxidación es complejo y depende de muchos factores.Lospigmentospuedenautooxidarseporreacción conoxígenoatmosféricoavelocidades quedependendelaluz,elcalorylapresenciadeproyantioxidantes,comoyasehacomentado. Elmecanismodeoxidacióndeloscarotenoides,adiferenciadeldeloslípidos,noestátotalmente claro. Al parecer estos procesos oxidativos implican reacciones de epoxidación, formación de apocarotenoides(carotenoidesdemenosde40átomosdecarbono)ehidroxilación,obteniéndose finalmente compuestos de bajo peso molecular similares a los que aparecen como consecuencia delaoxidacióndeácidosgrasos.Debidoaestosprocesos,loscarotenoides,trasperdersucolory sus propiedades beneficiosas para la salud, dan lugar a compuestos aromáticos que en algunos casossonagradables(té,vino)yenotrosno(zanahoriadeshidratada). Hasta aquí se ha expuesto la acción del oxígeno, sin embargo también el ozono influye en la estabilidaddeloscarotenoides.Enuninteresanteensayosecomprobóelefectoqueunacorriente continua de agua saturada de oxígeno y ozono a 30°C ejercía sobre una serie de carotenoides (todotrans caroteno, 9cis caroteno, criptoxantina y licopeno) adsorbidos en fase sólida (C18).Secomprobóqueaproximadamenteel90%detodotranscaroteno,9ciscarotenoy criptoxantina se perdía después de 7 horas de exposición al ozono. Una pérdida de licopeno cuantitativamente similar se producía en sólo 1 hora. Cuando los citados carotenoides fueron sometidos a la acción del oxígeno, todos, a excepción de la criptoxantina, se degradaban a menorvelocidad.Enesteestudiolamayorvelocidaddedegradacióncorrespondeallicopeno,yla menor al 9cis caroteno (licopeno > criptoxantina > todotrans caroteno > 9cis caroteno). Enlosúltimosañossehanrealizadounaseriedeestudiosqueconfirmanquelaencapsulaciónde carotenoidesloshacenmásmanejablesyestablesfrentealaoxidación. Loscarotenoidespuedenactuarcomoprooantioxidantesdependiendodelpotencialredoxdela molécula y del entorno, entre otros factores . La propia inestabilidad de los carotenoides en procesos oxidativos se corresponde con una alta protección para otros compuestos frente a agentes oxidantes. Los carotenoides que contienen 9 o más dobles enlaces conjugados pueden inactivar ciertas formas reactivas de oxígeno, como el oxígeno singlete . En este sentido, el caroteno posee como característica importante, que lo diferencia del resto de antioxidantes solublesengrasas(comolavitaminaE),ladesermásefectivoabajaspresionesdeoxígeno. Efectodelacomposiciónlipídica Los carotenoides pueden sufrir oxidación acoplada en presencia de lípidos a velocidades que dependendelsistema.Elefectodelacomposiciónlipídicahasidoobjetodevariosestudios,sobre todo en productos derivados del pimiento rojo, donde se ha dem ostrado que el cambio del perfil lipídico de un medio poliinsaturado a otro monoinsaturado mejora la estabilidad de los carotenoides . El estudio de la velocidad de degradación de carotenoides esterificados y no esterificados del pimiento rojo indicó que el que se degrada a menor velocidad es capsorrubina, seguido de zeaxantina, capsantina y caroteno. Asimismo, se comprobó que capsantina y capsorrubina y sus ésteres se degradaban a la misma velocidad, mientras que los ésteres de zeaxantinasedegradabanmásrápidoqueelpigmentolibre,presumiblementedebidoaquedicho pigmentoestáesterificadoprincipalmenteporelácidograsopoliinsaturadolinolénico. En otro interesante estudio, se evaluó el comportamiento de clorofila ay caroteno durante tratamientos térmicos en sistemas modelo de lípidos. La tasa de degradación de ambos pigmentos fue mayor en metil estearato, seguida por metil oleato y metil linoleato. Es decir, la reacción entre el carotenoide y los radicales libres se minimiza en presencia de metil linoleato, posiblemente debido a la mayor reactividad de éste con el oxígeno. No obstante, en otra investigaciónsellegóalaconclusióncontraria,esdecir,queelcarotenoesmásinestablequeel ácidolinolénicoy,portanto,puedeprotegeraéstedurantetratamientostérmicos. Teniendo en cuenta los estudios a los que se ha hecho referencia en este apartado, queda claro que existen resultados contradictorios en relación a la influencia del contenido lipídico en la estabilidad de los carotenoides frente a los procesos oxidativos, y que la presencia de otros compuestosenlosalimentospodríainfluirenlosresultados. Efectodelaestructura Las diferencias de estabilidad entre los distintos carotenoides está influenciada por su estructura individual . La reactividad de estos pigmentos en reacciones de captación ("scavenging") de radicales,engeneral,disminuyealdisminuirelnúmerodedoblesenlacescoplanaresydebidoala presenciadegruposhidroxilosycarbonilos.Lareactividad,portanto,disminuyedeloscarotenosa los hidroxicarotenoides y de estos a los cetocarotenoides . El licopeno es el mejor captador de radicaleslibres,debidoasus11doblesenlacesconjugados.Enelcasodelcaroteno,dosdesus dobles enlaces conjugados no son coplanares con la cadena poliénica, de ahí que presente una menorreactividadqueellicopeno.Ladiferenciaexistenteentrelacriptoxantinayelcaroteno eslapresenciadeungrupohidroxiloenelC3deaquella,cambioquenoimplicaunaimportante variación de reactividad con respecto al caroteno. Se ha comprobado, en cambio, que cuando cada anillo de ionona contiene un grupo hidroxilo (como ocurre en la zeaxantina), dicha variación sí es patente . En otro estudio también se comprobó, teniendo en cuenta tres sistem as oxidantes distintos, que el licopeno era más reactivo que el caroteno, siéndolo los dicetocarotenoidesastaxantinaycantaxantinamuchomenos,atribuyendolaescasareactividadde loscetocarotenoides,apesardelapresenciadedoblesenlacesconjugadosadicionalesdebidosa losgruposceto,alaexistenciadesustituyentesenlasposicionesC4yC4’. La configuración geométrica de los carotenoides implica también diferencias en cuanto a estabilidaddelosmismos.Enunsistemamodeloacuosoeltodotranscarotenoesligeramente mássensiblealozonoqueel9ciscaroteno,sinembargo,enpresenciadeoxígeno,ésteúltimo isómero es bastante menos sensible a la oxidación . Por otro lado, la estabilidad de los dos isómeros anteriormentecitados no difería significativamente en unmedio lipídico en caliente .En contraste,enotrotrabajollevadoacaboenunamicroalgaseobservóqueel9ciscaroteno se degradaba con mayor rapidez que el todotrans caroteno en presencia de agentes oxidantes . Parece ser que sistemas con 9cis caroteno presentan una menor acumulación de hidroperóxidosyqueelisómero9cisposeeunamayorpotenciaantioxidantequeeltodotrans caroteno.Sehasugeridoquelamayorreactividaddelamoléculacisenrelaciónconlosradicales libres es debida a una mayor interferencia estérica entre las dos partes al otro lado del doble
enlacecis,aunqueenlaactualidad,noexisteunaexplicaciónaparentedeestasdiscrepancias. Efectodelatemperatura Lainfluenciadelatemperaturaenlaestabilidaddelospigmentosesclara;tantoparareacciones anhidras como hidratadas, siempre actúa com o acelerador de la reacción de degradación . Por lo general, los carotenos con mayor actividad biológica son aquellos que tienen todos sus dobles enlaces en forma del isómero trans, que se transforman parcialmente en la forma cis durante tratamientos térmicos en ausencia de oxígeno; esta reacción de isomerización se puede efectuar duranteelproceso de esterilizaciónde productosenlatados, conloquesepierdepartedelpoder vitamínico de los carotenos. Estudios recientes revelan que la degradación del caroteno y licopenodebida a diferentescondicionesde calentamientosigue unacinéticade primerorden.En uno de estos estudios se evaluó el efecto del calentamiento de una disolución de caroteno todotransenhorno(50,100,125y150°C)yareflujo(70°C),comprobándoseque,enelcasodel tratamiento térmico en horno, los isómeros formados mayoritarios fueron 13ciscaroteno y 13,15diciscaroteno,mientrasquecomoconsecuenciadelcalentamientoareflujo,sefavorecía la formación de 13ciscaroteno. Asimismo, se ha comprobado que el calentamiento del carotenoadiferentestemperaturas(60y120°C)ensistemasmodelodelípidoscondistintogrado de insaturación,conduce a la apariciónde cuatro isómeros cis (9cis, 13cis, 15cis y 13,15di ciscaroteno).Encuantoalcaroteno,pareceserquesudegradacióncomoconsecuenciadela accióndelaluzoelcalor,siguetambiénunacinéticadeprimerorden.Elcalentamientodeltodo transcarotenoa50°Co100°Cdurantemediahoranoproducegrandespérdidas,sibiencuando la temperatura es de 150°C las pérdidas si son notorias, habiéndose comprobado que los fenómenosdetermoisomerizaciónyfotoisomerizaciónsonmásacusadosenelcarotenoqueen el caroteno . Con respecto al licopeno, un estudio reciente ha puesto de manifiesto que como consecuencia del calentamiento de disoluciones modelo de este pigmento a 50, 100 y 150°C se formanhastaseisisómerosdistintos:dosdicisisómeros,5cis,9cis,13cisy15cislicopeno. Debido a su importancia nutricional como fuente de carotenos, muchos de los estudios de estabilidaddeestoscompuestossehanrealizadoenzanahoriasyproductosderivados.Enalgunos de estos estudios se ha evaluado el impacto del escaldado, empleado para inactivar la lipoxigenasa,enelcontenidodeloscarotenoides.Lainfluenciadeestetratamientoenlosniveles deycarotenoenlapulpayenelzumodezanahoriashasidoobjetodeestudioporpartede Bao y Chang. Elescaldado(previo a la obtenciónde pulpaozumo)enagua hirviendo yenuna solucióndeácidoacéticohirviendodurante5minutos,produceunaretencióndeestoscompuestos del35,4%yel31,7%enlapulpa,respectivamente,conrespectoalcontenidodeestospigmentos enlaszanahoriasfrescas,mientrasqueenlapulpanoescaldada,laretenciónfuesólodel18%. En cuanto a los zumos, tanto escaldados como frescos, una vez obtenidos se calentaron a 82°C antes de ser transferidos a latas de metal, siendo sometidos a continuación a distintos tratamientos: esterilización a 115,6°C durante 25 minutos, esterilización a 121,1°C durante 10 minutos, concentración en rotavapor a 4050°C y liofilización. Se comprobó que dentro de cada grupodezumos,elescaldadoreducíalaretencióndecarotenos.Exceptuandoelzumofresco,los zumosnoescaldadostratadosa115,6°Cyloszumosnoescaldadosconcentrados,fueronlosque retuvieronunmayorporcentajedeloscarotenosestudiados(51,3y51,2%,respectivamente). También se ha estudiado el efecto del escaldado de zanahorias de la variedad Kintoki en los niveles de licopeno, que es el carotenoide mayoritario en esta variedad, y caroteno . El escaldado en agua a diferentes temperaturas (50, 70 y 90°C) durante 15 minutos mantiene los nivelesdelicopenobastanteestablesindependientementedelastemperaturasensayadas,sibien elcontenidodecarotenodisminuyeligeramentecomoconsecuenciadelescaldadoa90°C. Howardetal.estudiaronelefectodediferentestemperaturasytiemposdeesterilización(118,3°C durante 34,2 min, 121,1°C durante 29,2 min y 123,9°C durante 27°C) en el contenido total de carotenoides de zanahorias, comprobando que no difería mucho en función de los distintos métodosdeesterilizaciónensayados. El efecto de diferentes formas de cocinar zanahorias en los niveles de y caroteno ha sido evaluado recientemente , comprobándose que a menor tiempo y temperatura de cocinado y contacto con agua, mayor es la retención de carotenoides. De entre las distintas formas de cocinado evaluadas (al vapor, cocidas a presión, trituradas, etc), la cocción de las zanahorias en aguaysinpresiónresultóserlaqueproducíaunamayorretencióndeloscarotenoidesestudiados. Por su parte, Sulaeman et al. estudiaron los cambios en el contenido de carotenoides en zanahorias escaldadas y posteriormente fritas en diferentes aceites (canola, palma y soja parcialmentehidrogenada)yadiferentestemperaturas(165,175y185°C),comprobandoque,los nivelesdecarotenoidesdiferíansignificativamenteenfuncióndelatemperaturaperonoenfunción delaceiteempleadoparaunamismatemperatura. Elefectodelatemperaturaenlosnivelesdecarotenoidesenotrosalimentostambiénestásiendo objetodeestudioenlaactualidad.Abushitaetal.estudiaronelefectodelasaltastemperaturasa las que es sometido el tomate durante su procesado industrial en el contenido de estos pigmentos,llegandoalaconclusióndequeladistribucióncualitativadecarotenoideseneltomate noprocesadoyenelproductofinal,pastadetomate,eraidéntica.Elcontenidototaldetodotrans licopeno en la pasta aumentó considerablemente con respecto a fruto fresco debido, probablemente, a la eliminación de la piel y las semillas y a la evaporación de agua, si bien el contenido detodotranscaroteno en la pasta descendió considerablemente y aumentó el nivel delisómero cis, porqueeltratamientotérmico favorecelos procesos deisomerización.En elcaso dellicopeno,losnivelesdelisómerocisapenasvariaroncomoconsecuenciadelprocesado. Encuantoalefectodelapasteurización(90°C,30s)enzumosdenaranjadelavariedadValencia, se ha comprobado que la variación en el contenido total de carotenoides es significativa. Los cam bios cualitativos en el perfil de carotenoides fueron notorios, de form a que los niveles de los carotenoides 5,6epóxido cisviolaxantina y anteraxantina, pigmentos mayoritarios en el zumo fresco, descendieron como consecuencia del tratamiento térmico, siendo los carotenoides más importantes en términos cuantitativos en el zumo procesado luteína y zeaxantina. En los carotenoides provitamínicos, criptoxantina y y caroteno, no se observaron pérdidas significativas. Efectodelaluz Laacciónintensadelaluzsobreloscarotenosinducesurupturaconlaconsiguienteformaciónde compuestos incoloros de bajo peso molecular. Estas reacciones tienen mucha importancia en la industriaalimentariayaqueloscarotenospierden,ademásdesufunciónbiológicadeprovitamina A,sucolorcaracterístico.Existeninvestigacionesenlasqueseestudialarelaciónexistenteentrela
pérdidadepigmentos,laexposiciónalaluzylapresenciadeácidosgrasos,encontrándoseque lainsaturacióndelosácidosgrasosprotegeenestascondicionesalospigmentos.Existenestudios que demuestran que la degradación del caroteno debida a la iluminación con luz fluorescente sigueunmodelodeprimerorden,favoreciendodichailuminaciónlaformaciónde13,15dicis caroteno . En cuanto al caroteno, como ya se ha comentado con anterioridad, la reacción tambiénsigueunacinéticadeprimerorden,siendolafotoisomerizaciónmayorqueenelcasodel caroteno. El principal isómero que aparece como consecuencia de la iluminación con luz fluorescente es el 13cis caroteno . En cuanto al licopeno, se ha puesto de manifiesto que la iluminación de disoluciones modelo con luz fluorescente provoca la formación de 5 isómeros diferentes:dicis,5cis,9cis,13cisy15cislicopeno. EfectodelpH AunqueloscarotenoidesextraídosonosonrelativamenteresistenteavaloresdepHextremos,los ácidos y álcalis pueden provocar isomerizaciones cis/trans de ciertos dobles enlaces, reagrupamientosydesesterificaciones,locualdebesertenidoencuentaalahorademanipularlos en laboratorio con fines analíticos. Así, por ejemplo, algunas xantofilas como fucoxantina y astaxantina, son excepcionalmente lábiles al medio alcalino, de ahí que a la hora de analizar fuentesnaturalesdeestoscarotenoidesserecomiendenosaponificarelextractodepigmentos. No obstante, volviendo a la estabilidad de los carotenoides en los alimentos, hay que tener en cuenta que los epoxicarotenoides son muy inestables en medio ácido, lo cual tiene una gran importancia debido a la acidez inherente de algunos alimentos en particular. Este hecho es conocidotantoenlaelaboracióndezumoscomoenvegetalesfermentados,dondelascondiciones ácidas del proceso promueven algunas conversiones espontáneas de los grupos 5,6 y 5’,6’ epóxidos a 5,8 y 5’,8’furanoides (Figura 3). En un reciente estudio se ha sugerido que el importante cambio en el perfil de carotenoides del mango como consecuencia del procesado, puede ser debido a estas reacciones. En este estudio se observó que mientras que en la fruta fresca el principal carotenoide era violaxantina, en el producto procesado como zumo dicho carotenoidenosedetectaba,aunquesíeraapreciablelacantidaddeauroxantina,nopresenteen lafrutafresca.Estehechopodríaexplicarsecomoconsecuenciadelaconversióndelosgrupos5,6 epóxido de la violaxantina en 5,8furanoides de la auroxantina, posiblemente debido a la liberacióndeácidosorgánicosdelmangoduranteelprocesadoindustrial. FIGURA3 Conversióndecarotenoides5,6epóxidosen5,8furanoidesv Estasisomerizacionestambiénsehandescritoenlosprocesosfermentativosquetienenlugar enelprocesadodelasaceitunas. Efectodelalmacenamiento Por otro lado, el efecto del almacenamiento sobre los carotenoides va a depender, indudablemente,delascondicionesenlas que selleveacabo.En uninteresanteestudiose han evaluadoloscambiosquetienenlugarencaroteno,carotenoyluteínacuandosemantienen en la oscuridad a diferentes temperaturas (4°C, 25°C y 45°C) y cuando se almacenan a 25°C expuestos a la luz . Para ello utilizaron carotenoides en polvo liofilizados, obtenidos a partir de zanahorias. Los resultados revelaron que los niveles de las formas todotrans de estos tres carotenoides disminuían al aumentar la temperatura de almacenamiento o el tiempo de iluminación. Los isómeros mayoritarios formados durante el almacenamiento al abrigo de la luz fueron13ciscaroteno,13cis caroteno y 13cisluteína.La iluminación, en cambio, favorece laformaciónde9ciscaroteno,9ciscarotenoy9cisluteína. Wagner y Warthesen evaluaron la estabilidad de y caroteno en polvo de zanahoria encapsulado en diferentes tipos de almidón hidrolizado, comprobando que la degradación de los carotenosestudiadoscomoconsecuenciadelalmacenamientoatemperaturascomprendidasentre 37°C y 65°C, seguía una cinética de primer orden. No todos los tipos de almidón hidrolizado empleadosparaencapsularelproductofueronigualdeeficientes,comprobándosequeelde36.5 equivalentesdedextrosamejorabalaretencióndecarotenosencomparaciónconelresto(4,15y 25 equivalentes de dextrosa). Los resultados del estudio muestran que la encapsulación aumentabalavidamediadelproductoa21°Centre70y220veces,enfuncióndeltipodealmidón empleado.Encuantoalefectodelaluz,seobservóquelaretencióndeloscarotenosestudiados enlasmuestrasexpuestasalaluzyenlamuestramantenidaenlaoscuridadtrasochosemanas eraprácticamentelamisma,sugiriendosequeladegradacióndecarotenosenpolvodezanahoria encapsuladosedebíafundamentalmenteaprocesosdeautooxidación. OruñaConcha et al. evaluaron la evolución de clorofilas ayb, caroteno y luteína en judías verdes frescas y escaldadas y en pimientos de Padrón almacenadas durante un año a –22°C. En las judías verdes no escaldadas se comprobó que los niveles de los pigmentos disminuían sensiblementeduranteelprimermesdealmacenamiento,estabilizándosedespués,aunqueenel casodelcarotenotambiénhubopérdidasduranteelsegundomesantesdelaestabilización.En el caso de las judías escaldadas los resultados fueron similares, si bien la retención de carotenoides fue mayor debido a la inactivación de la lipoxigenasa como consecuencia del escaldado. En cuanto a los pimientos de Padrón, los niveles de los pigmentos estudiados permanecieronmásomenosconstantesalolargodetodoelestudio. Selim et al. estudiaron la cinética de degradación de los carotenoides del azafrán, principalmente crocinas,encapsuladosentresmatricesdiferentes,pululanydospolivinilpirrolodonas(PVP),PVP40 y PVP360, comprobando que la encapsulación los protegía de la oxidación. Las crocinas son carotenoideshidrosolubles,porloquelosensayosserealizaronadiferentesactividadesdeaguay enlaoscuridada35°C.LosresultadosdelestudioindicaronquelaencapsulaciónconPVP40erala que reducía en mayor medida la velocidad de oxidación en todas las condiciones de almacenamientoensayadas.
Choietal.estudiaronlarelaciónexistenteentrelaretencióndevitaminaCylaestabilidaddelos pigmentos presentes en el zumo de naranja durante su almacenamiento durante 7 semanas a 4,5°C. Para ello emplearon muestras de zumo de naranja de la variedad Moro, de color rojizo debido a la presencia de pigmentos antocianos y carotenoides. Com probaron que la degradación delavitaminaCestabacorrelacionadalinealmente(r>0.93)conlapérdidadeantocianos.Enel casodeloscarotenoides,seobservóquelaspérdidaseranmenossensiblesqueenelcasodelos antocianos, debido al efecto estabilizante de la vitamina C, que protege a los carotenoides de procesosoxidativos. REFERENCIAS 1. RodriguezAmaya D. Changes in carotenoids during processing and storage of foods. ArchivosLatinoamericanosdeNutrición1999;49(1S):3847. 2. ButzP,FernándezGarcíaA,LindauerR,DieterichS,BognárA,TauscherB.Influenceofultra highpressureprocessingonfruitandvegetableproducts.JournalofFoodEngineering2003; 56:233236. 3. MínguezMosqueraMI.ClorofilasycarotenoidesenTecnologíadelosAlimentos.Sevilla: SecretariadodepublicacionesdelaUniversidaddeSevilla;1997. 4. ColeER,KapurNS.Thestabilityoflycopene.I.Degradationbyoxigen.Journalofthe ScienceofFoodandAgriculture1957;8:360365. 5. FennemaOR.Químicadelosalimentos.Zaragoza:Acribia,S.A.;1993. 6. RodriguezAmayaDB.Carotenoidsandfoodpreparation:theretentionofprovitaminA carotenoidsinprepared,processedandstoredfoods.Washington,D.C.:OMNI/USAID; 1997. 7. HenryLK,PuspitasariNienaberNL,JarénGalánM,VanBreemenRB,CatignaniGL,Schwartz SJ.Effectsofozoneandoxygenonthedegradationofcarotenoidsinanaqueousmodel system.JournalofAgriculturalandFoodChemistry2000;48(10):50085013. 8. BeatusY,RazielA,RosenbergM,KopelmanIJ.Spraydryingmicroencapsulationofpaprika oleoresin.LebensmittelWissenschaftundTechnnologieFoodScienceandTechnology1985; 18:2834. 9. DziezakJD.Microencapsulationandencapsulatedingredients.JournalofFoodTechnology 1988;42:136151. 10. WagnerLA,WarthesenJJ.Stabilityofspraydriedencapsulatedcarrotcarotenes.Journalof FoodScience1995;60:10481052. 11. DesobrySA,NettoFM,LabuzaTP.Comparisonofspraydrying,drumdryingandfreeze dryingforbcaroteneencapsulationandpreservation.JournalofFoodScience1997;6: 11581162. 12. SelimK,TsimidouM,BiliaderisCG.Kineticstudiesofdegradationofsaffroncarotenoids encapsulatedinamorphouspolymermatrices.FoodChemistry2000;71:199206. 13. PolyakovNE,LeshinaTV,KonovalovaTA,KispertLD.Carotenoidsasscavengersoffree radicalsinafentonreaction:antioxidantsorprooxidants?FreeRadicalBiology&Medicine 2001;31(3):398404. 14. YoungAJ,LoweGM.Antioxidantandprooxidantpropertiesofcarotenoids.Archivesof BiochemistryandBiophysics2001;385(1):2027. 15. MartinHD,PaustJ,RuckC,SchmidtM,SiesH,StahlW,WalshR.Enroutetoaquantitative assessmentofcarotenoidantioxidantandprooxidantfunction.1stInternationalCongress PFT;Sevilla;1999.163167. 16. BurtonGW.Antioxidantactionofcarotenoids.JournalofNutrition1989;119:109111. 17. PérezGálvezA,GarridoFernándezJ,MínguezMosqueraMI.Participationofpepperseedin thestabilityofpaprikacarotenoids.JournaloftheAmericanOilChemistsSociety1999;76: 14491454. 18. PérezGálvezA,GarridoFernándezJ,MínguezMosqueraMI.Effectofhigholeicsunflower seedonthecarotenoidstabilityofgroundpepper.JournaloftheAmericanOilChemists Society2000;77:7983. 19. PérezGálvezA,MínguezMosqueraMI.Degradationofnonesterifiedandesterified xanthophyllsbyfreeradicals.BiochimicaetBiophysicaActa2002;1569:3134. 20. LiuMH,ChenBH.Relationshipbetweenchlorophyllaandbcaroteneinalipidcontaining modelsystemduringheating.FoodChemistry1998;61:4147. 21. BalochAK,BuckleKA,EdwardsRA.Stabilityofbcaroteneinmodelsystemscontaining sulphite.JournalofFoodTechnology1977;12:309316. 22. MillerNJ,SampsonJ,CandeiasLP,BramleyPM,RiceEvansCA.Antioxidantactivitiesof carotenesandxanthophylls.FEBSLett1996;384:240242. 23. WoodallAA,LeeSW,WeesieRJ,JacksonMJ,BrittonG.Oxidationofcarotenoidsbyfree radicals:relationshipbetweenstructureandreactivity.BiochimBiophysActa1997;1336:33 42.
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