Contenido en Antioxidantes de distintas Variedades de Ciruela en Cultivo Convencional y Ecológico

Transcripción

1 Contenido en Antioxidantes de distintas Variedades de Ciruela en Cultivo Convencional y Ecológico 1. Introducción 2. Material y Métodos 3. Resultados 4. Conclusiones

2 Contenido en Antioxidantes de distintas Variedades de Ciruela en Cultivo Convencional y Ecológico./ [Fernández-Quirós, B.; Cuevas-Román, F.J.; Pradas-Baena, I.; Daza-Ortega, A.; Arroyo-Cordero, F.T.; Ruiz-Moreno, M.J.; Moreno-Rojas, J.M.; Pereira-Caro, G]. Córdoba. Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural, Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera, p. Formato digital (e-book) Ciruela, calidad nutricional, antioxidantes, cultivo ecológico, cromatografía de líquidos acoplada a espectrómetro de masas Este documento está bajo Licencia Creative Commons. Reconocimiento-No comercial-sin obra derivada. Los investigadores del trabajo agradecen la co-financiación del proyecto Caracterización organoléptica y funcional de productos ecológicos. Utilización de técnicas isotópicas para la diferenciación entre productos ecológico y convencional (AVA ) a IFAPA y los fondos europeos: FSE (Fondo Social Europeo) y FEDER. Francisco Julián Cuevas Román, María José Ruiz Moreno y Gema Pereira Cano agradecen a IFAPA y FSE la financiación de sus contratos de investigación. Edita JUNTA DE ANDALUCÍA. Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera. Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural. Córdoba, Octubre de 2015 Autoría: Begoña Fernández Quirós 1 Francisco Julián Cuevas Román 1 Inmaculada Pradas Baena 1 Antonio Daza Ortega 2 Francisco Teodoro Arroyo Cordero 2 María José Ruiz Moreno 1 José Manuel Moreno Rojas 1 Gema Pereira Caro IFAPA, Centro Alameda del Obispo 2 IFAPA Centro Las Torres-Tomejil

3 1.- Introducción. España ocupa una posición privilegiada en el contexto de la producción ecológica mundial ya que es el primer país de la Unión Europea en cuanto a superficie ecológica certificada (Valor y volumen de los productos ecológicos de origen nacional en la industria agroalimentaria Española, MAGRAMA, 2010). A nivel nacional, Andalucía es la comunidad autónoma con mayor peso y actividad en la producción ecológica española, representando un 50.1% de la superficie total cultivada (Informe Estadística Agricultura Ecológica, MAGRAMA, 2013). Este hecho ha animado a los productores y a las industrias a incorporar productos ecológicos así como a las grandes cadenas alimentarias a posicionarse en estos nichos de mercado con lineales específicos. Este incremento en la adquisición de alimentos ecológicos se apoya principalmente en tres razones: (i) sensibilización hacia el respecto por el medio ambiente, (ii) preocupación por el consumo de alimentos contaminados con productos químicos nocivos, como los pesticidas o los nitratos, y (iii) la percepción de que los alimentos procedentes de la agricultura ecológica poseen una mayor calidad sensorial y nutricional. 3/14

4 Algunos estudios científicos han encontrado que los alimentos ecológicos son más nutritivos y de más calidad que los de origen convencional. Sin embargo esto no se puede generalizar a todos los productos y en todas las condiciones, debido a que otros muchos factores influyen en la calidad nutricional, organoléptica y saludable de los mismos. Las variaciones anuales debido a las condiciones climatológicas son muy importantes y además no todas las variedades responden del mismo modo en cultivo ecológico. La biosíntesis de compuestos fenólicos por las plantas está fuertemente influenciada por el tipo de cultivar, manejo y condiciones medioambientales, dado que en muchos casos forman parte del sistema de defensa de la planta frente a las agresiones de plagas y enfermedades o del estrés. El cultivo ecológico al no utilizar productos de síntesis para la fertilización y para la defensa de la planta fuerza a esta a la producción de sus defensas naturales y por eso las frutas ecológicas pueden contener mayores niveles de compuestos fenólicos que son beneficiosos para la salud humana. El problema fundamental en la mayoría de estudios que abordan este tema radica en que las producciones comparadas corresponden a lugares distintos por lo que hay que añadir factores externos que influyen como la climatología, el suelo, etc. En nuestro caso, estos problemas se minimizan debido a que las producciones comparadas se encuentran en la misma finca bajo las mismas condiciones pedoclimáticas. 4/14

5 Con el fin de ofrecer un avance significativo en el conocimiento sobre la influencia que ejerce el tipo de cultivo (ecológico y convencional) sobre la calidad nutricional de los productos alimentarios, en este trabajo se abordó el estudio del perfil de antioxidantes (compuestos fenólicos) de 8 variedades de ciruela japonesa (Prunus salicina Lindl.) cultivadas tanto en modo ecológico como en convencional en la misma finca (condiciones edafoclimáticas idénticas). La selección de este cultivo se justifica por ser una especie con gran adaptabilidad climática en Andalucía (gran volumen de producción y buen rendimiento) y atendiendo a su gran potencial en cuanto a su contenido en nutrientes, lo cual puede utilizarse como estrategia competitiva para fomentar su consumo en nuestra región y hacerlo extensible a otros frutales de hueso también de gran interés. 5/14

6 2.- Material y Métodos 2.1. Origen de las muestras y material vegetal Los ensayos se realizaron en la plantación de ciruelos de la finca experimental de IFAPA en el centro Las Torres Tomejil, en Alcalá del Río (Sevilla), junto al río Guadalquivir. La plantación tiene una colección de 14 variedades comerciales de ciruelo japonés con un amplio periodo de maduración, que va desde finales de mayo hasta mediados de septiembre. En nuestro trabajo nos hemos limitado al estudio de 8 de ellas. Tabla 1. Color de piel y pulpa de las variedades estudiadas Variedad Color de la Piel Color de la Pulpa Black Amber Púrpura Oscura Amarilla Clara Friar Negra Púrpura Ámbar Angeleno Negra violácea Ámbar Primetime Negro Púrpura Roja Fortune Roja Ámbar Santa Rosa Roja Violácea Amarilla Rojiza Showtime Roja Púrpura Ámbar Golden Japan Amarilla Amarilla 6/14

7 2.2. Preparación de las muestras para su análisis La preparación de la muestra es muy delicada para el análisis de estos compuestos, fundamentalmente por su posible degradación. Para garantizar que se extrae la totalidad de cada componente, cada muestra, compuesta por 8 ciruelas de la misma variedad deshuesadas, se procesa en un molino criogénico (con nitrógeno líquido), se liofiliza y se conserva a -80ºC hasta que se extraen los componentes que queremos analizar con el método adecuado a su naturaleza (hidrofílica). Las 8 fases de la preparación de las muestras aparecen ordenadas en el esquema siguiente (Fig. 1): Fig. 1. Esquema preparación de la muestra 7/14

8 2.3. Análisis de las muestras El análisis cualitativo y cuantitativo del contenido en antioxidantes de los extractos de ciruela se realizó mediante cromatografía líquida acoplada a un espectrómetro de masas de alta resolución (UHPLC-HR-MS, Thermo Fisher Scientific (Fig.2)). Para ello se optimizaron las condiciones cromatográficas logrando una correcta identificación (a través de la masa exacta) y cuantificación de los antioxidantes (integrando los picos al máximo de absorción de cada familia de compuestos, 280, 325 y 520nm) (Fig.3) y utilizando sus respectivas rectas de calibrado. 280nm uau 0 Time (min) 520nm uau 325nm 0 Time (min) Fig. 3. Perfil de HPLC de una muestra de ciruela Fig. 2. Equipo UHPLC-HR-MS 8/14

9 3.- Resultados 3.1. Determinación del perfil de antioxidantes: Antocianinas Siete de las ocho variedades de ciruelas analizadas han mostrado un contenido elevado en antocianinas, compuestos con demostrada capacidad antioxidante, las cuales se localizan fundamentalmente en la piel y son las responsables del color rojo/púrpura de éstas. Numerosos estudios han demostrado que el consumo de alimentos ricos en esta familia de compuestos está asociado a un menor riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares y cáncer. Las antocianinas presentes en la ciruela son la cianidina-3-o-glucósido y la cianidina-3-orutinosido (Fig. 4), estando en mayor proporción en las variedades Black Amber y Friar (Fig. 4), con independencia del método de cultivo utilizado. La variedad Golden Japan no mostró contenido en estos compuestos lo que está de acuerdo con la ausencia de color rojo en esta variedad (ver Tabla 1). a b bc bcd cde def ef f Fig.4. Contenido en antocianinas según variedad. Variedades con diferentes letras difieren significativamente 9/14

10 3.2. Determinación del perfil de antioxidantes: Flavonoles y flavanoles. Fig. 5. Contenido en flavonoles y flavanoles según variedad. Variedades con diferentes letras difieren significativamente d c b b bc bc a b bcd b bc cd bc ab a a Los flavonoles y los flavanoles son compuestos pertenecientes al grupo de los flavonoides, con demostrada actividad antioxidante, los cuales destacan por su abundancia en alimentos como frutas y verduras. La cantidad de estos compuestos en las ciruelas es diferente dependiendo de la variedad, no obstante, los flavanoles se encuentran en mayor proporción en comparación con los flavonoles en todas las variedades estudiadas, a excepción de la variedad Golden Japan (Fig. 5), lo cual puede ser atribuido a que es la única variedad que presenta una coloración amarilla en piel y pulpa. Cabe destacar las variedades Black Amber, Friar y Angeleno por su elevada cantidad en estos compuestos. Asimismo, los antioxidantes mayoritarios que representan a ambos grupos son la rutina, quercetina-3-oglucósido y quercetina-3-o-ramnosido, en el caso de los flavonoles; y la catequina en el caso de los flavanoles. 10/14

11 3.3. Determinación del perfil de antioxidantes: Ácidos clorogénicos a b c cd de ef fg g Fig. 6. Contenido en ácidos clorogénicos de las ciruelas. Variedades con diferentes letras difieren significativamente 11/14

12 3.4. Influencia del manejo en el perfil de antioxidantes En relación al sistema de cultivo, los frutos ecológicos presentaron un contenido en compuestos antioxidantes (antocianinas, flavanoles, flavonoles y ácidos clorogénicos) significativamente mayor a los frutos obtenidos de forma convencional (Fig. 7). De entre las cuatro familias de compuestos antioxidantes identificadas en la ciruela, el grupo de los flavanoles parece ser que se ve más afectado por el sistema de cultivo. Estos resultados sugieren que el sistema de producción afecta significativamente al perfil de compuestos antioxidantes de las ciruelas. No obstante, son necesarios más estudios sobre los mecanismos que puedan explicar estos resultados. Fig.7. Contenido en ácidos clorogénicos de las ciruelas 12/14

13 4.- Conclusiones 4.1. Diferencias del perfil de antioxidantes según variedad La variedad Black Amber destacó por su mayor proporción en antocianinas y flavanoles, mientras que las variedades Fortune y Show Time fueron las que presentaron mayor cantidad de ácidos clorogénicos Efecto del sistema de cultivo en el perfil de antioxidantes Las ciruelas ecológicas presentaron un contenido en compuestos antioxidantes (antocianinas, flavanoles, flavonoles y ácidos clorogénicos) significativamente mayor a los frutos obtenidos de forma convencional. De entre las cuatro familias de compuestos identificadas en la ciruela, el grupo de los flavanoles parece ser el que se ve más afectado por el sistema de cultivo, mientras que los flavonoles son los que menos. En general, este trabajo ofrece evidencias científicas que demuestran que la técnica agrícola empleada en cultivos ecológicos, en los que la planta no recibe nutrientes de origen sintéticos, podría activar los mecanismos de defensa vegetal y así aumentar los niveles de compuestos antioxidantes en los frutos. 13/14

14 Contenido en Antioxidantes de distintas Variedades de Ciruela en Cultivo Convencional y Ecológico Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera Edificio BLUENET. Avda. Isaac Newton nº 3 Planta 2ª Parque Científico y Tecnológico Cartuja ` Sevilla (Sevilla) España Teléfonos: / Fax: webmaster.ifapa@juntadeandalucia.es Este trabajo ha sido cofinanciado al 80% por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, dentro del Programa Operativo FEDER de Andalucía