Vitamina e y aceites vegetales

RESUMEN Vitamina E y aceites vegetales El interés por la vitamina E ha aumentado en los últimos años debido a su potente poder antioxidante y a su papel frente a enfermedades relacionadas con la edad, trastornos cardiovasculares o Alzheimer. En este trabajo se detallan la biogénesis, biodisponibilidad, requerimientos nutricionales, actividad y propiedades de la vitamina E. Los aceites vegetales constituyen una de las fuentes principales de aporte de vitamina E a través de la dieta, por lo que se lleva a cabo una amplia revisión bibliográfica desde cuatro puntos de vista: vitamina E y propiedades antioxidantes, beneficios para la salud debidos a la ingestión de aceites vegetales, efecto de agentes externos y procesado sobre el contenido de vitamina E y técnicas analíticas utilizadas para su análisis. PALABRAS-CLAVE: Aceites vegetales - Antioxidantes - Tocoferoles - Vitamina E. SUMMARY Vitamin E and vegetable oils An interest in vitamin E has increased in recent years due to its potent antioxidant properties and its role in preventing age-related diseases, cardiovascular diseases or Alzheimer. This work describes the biogenesis, bioavailability, nutritional requirements, activity and properties of vitamin E. Vegetable oils constitute one of the main sources of vitamin E dietary intake and an extensive bibliographic revision of this vitamin in vegetable oils is carried out from four points of view: antioxidant properties, health benefits, effects of external agents and effects of processing on vitamin E content and analytical techniques used for its analysis. KEY-WORDS:Antioxidants - Tocopherols - Vegetable oils - Vitamin E. 1. INTRODUCTION El término general vitamina E se utiliza para designar a un grupo de ocho especies naturales de tocoferoles y tocotrienoles (α, β, γ, y δ). Junto con las vitaminas A, D y K constituyen el grupo de las vitaminas liposolubles, caracterizadas por ser derivados del núcleo isoprenoide, solubles en lípidos y disolventes orgánicos. Son compuestos esenciales, puesto que el organismo no puede sintetizarlas, por lo que su aporte se realiza a través de la dieta en pequeñas cantidades. Para una eficiente absorción por el organismo requieren de la presencia de áciVitamina E y aceites vegetales Por, A. Sayago(1), M.I. Marín(1), R. Aparicio(2),y M.T. Morales(1)* (1) Departamento de Química Analítica, Facultad de Farmacia, Universidad de Sevilla. C/ Profesor García González n° 2, 41012, Sevilla. (2) Instituto de la Grasa (CSIC), Avda. Padre García Tejero n° 4, 41012, Sevilla dos grasos, de la bilis, y de enzimas lipolíticas del páncreas y mucosa intestinal. En la década de 1920, Evans y Bishop realizaron una serie de investigaciones sobre la influencia que tenía la nutrición en la reproducción de animales de laboratorio, encontrando que cuando los animales eran alimentados con dietas a base de manteca rancia, se presentaban trastornos en su reproducción, a menos que se agregara a dicha dieta trigo entero o vegetales frescos. Posteriormente determinaron que en el aceite de germen de trigo se encontraban todas las propiedades “vitamínicas” del trigo (Mahan y Arlin, 1995). En 1925, Evans sugirió la adopción de la letra “E” para nombrar a este factor dietético por su proximidad dentro de la serie alfabética, a la designación de la vitamina antirraquítica D (Codoceo y Muñoz, 1999). Años más tarde, Emerson logró aislar y purificar este factor E y le dio el nombre de tocoferol, cuya etimología viene del griego tokos (nacimiento) y pherein (manifestar o poner a la luz). El sufijo -ol se añadió para indicar la naturaleza alcohólica de la sustancia (Mahan y Arlin, 1995). Después de dos décadas en las que se realizó la identificación, purificación y síntesis de la vitamina E (Remy, 1930; Bowden y Moore, 1933; Olcott y Mattill, 1934; Martino, 1934; Evans et al., 1936; Emerson et al., 1937; Drummond y Hoover, 1937; Todd et al., 1937a,b,c; Bergel et al., 1938; Karrer y Jensen, 1938), ésta es hoy universalmente aceptada como el genérico de un conjunto de derivados tocoles (tocoferoles y tocotrienoles) que poseen cierta actividad vitamínica, siendo el alfa-tocoferol la forma más activa para el ser humano (Codoceo y Muñoz, 1999). No es fácil determinar las necesidades diarias de vitamina E para el ser humano ya que varían según la actividad física, la edad, el estado de salud o enfermedad, el crecimiento, etc., por lo que las recomendaciones en cuanto a su ingesta resultan únicamente orientativas (Codoceo y Muñoz, 1999). La “Food and Drug Administration” (FDA) define el “valor diario” como un número de referencia que indica las necesidades humanas diarias, permitiendo de esta forma a los consumidores determinar si un alimento contiene mucho o poco de un determinado nutriente; concretamente para la vitamina E asigna un valor de 30 unidades internacionales que equivalen a 20 mg de tocoles expresados como alfa-tocoferol (U.S.D.A., 2004). Otras organizaciones 74 GRASAS Y ACEITES, 58 (1), ENERO-MARZO, 74-86, 2007, ISSN: 0017-3495 hacen recomendaciones de ingesta diaria de referencia (Tabla 1) en función de la edad, sexo y estado fisiológico. Debido a la amplia disponibilidad de vitamina E en la dieta, ya que se encuentra presente en numerosos alimentos, rara vez se producen carencias (Mahan y Arlin, 1995). No obstante, varias son las situaciones en que se puede originar una deficiencia de vitamina E: La deficiencia de esta vitamina en humanos, con un origen exclusivamente alimentario, es bastante rara y queda limitada a los cuadros multicarenciales propios de países subdesarrollados o en vías de desarrollo. La mayoría de los síntomas de esta deficiencia están relacionados con la ausencia de la protección antioxidante de esta vitamina, siendo uno de los signos más característicos la tendencia de los eritrocitos a la lisis. Suelen manifestarse también otros signos hematológicos, neurológicos, musculares y oftalmológicos (Mataix y Ochoa, 2002). Pueden asimismo aparecer deficiencias asociadas a patologías como el síndrome de malabsorción, fibrosis quística, abetalipoproteinemia, enfermedades crónicas del hígado, enfermedad celíaca, anemias hemolíticas, etc. (Pita, 1997). La prematuridad puede asociarse también a un déficit de vitamina E, debido a varios factores tales como la existencia de una inadecuada reserva en el organismo, una reducida capacidad en el transporte de la vitamina por la sangre y, posiblemente por problemas de absorción. En prematuros se asocia la deficiencia en esta vitamina a una disminución en la capacidad fagocítica y en la actividad bactericida y quiotáctica, apareciendo por lo tanto una mayor incidencia de infecciones bacterianas. También se han observado anemias hemolíticas, estructuras anormales de las células rojas, hemorragias intracraneales, displasia broncopulmonar y fribosis retrolental. Por último en el caso de pacientes con nutrición parenteral total se requiere suplementación vitamínica E para evitar el riesgo de deficiencias (Mataix y Ochoa, 2002). 1.1. Estructura química La vitamina E está formada por un grupo de 8 vitámeros. Su estructura consta de 2 partes primarias: un anillo complejo cromano y una larga cadena lateral. Estos 8 vitámeros se dividen en 2 grupos fundamentales: 4 tocoferoles y 4 tocotrienoles que se diferencian en la saturación de la cadena lateral; los tocoferoles tienen una cadena saturada y los tocotrienoles una insaturada con 3 dobles enlaces en los carbonos 3, 7 y 11 (Figura 1a). Dentro de cada grupo, los vitámeros difieren en el número y posición de los grupos metilo en el anillo cromano, designándose como α , β , γ y δ(Figura 1 b). 1.2. Biogénesis y biodisponibilidad de la vitamina E Los tocotrienoles surgen de la condensación del ácido homogentísico (HGA) y el geranil-geranil difosfato (GGDP), reacción catalizada por la enzima homegentísico geranil-geranil transferasa (HGGT) GRASAS Y ACEITES, 58 (1), ENERO-MARZO, 74-86, 2007, ISSN: 0017-3495 75 VITAMINA E Y ACEITES VEGETALES a) b) Figura 1 a) Estructura química de los tocoferoles y tocotrienoles. b) Estructura química de los tocoferoles Tabla 1 Ingesta diaria de referencia de vitamina E (Institute of Medicine, 2000) Edad (años) Hombres Mujeres Gestantes Lactancia (mg/día) (mg/día) (mg/día) (mg/día) 1-3 6 mg 6 mg 4-8 7 mg 7 mg 9-13 11 mg 11 mg 15 mg 19 mg 14+ 15 mg 15 mg 15 mg 19 mg Tocotrienoles α-Tocoferol β-Tocoferol γ-TocoferolTocoferoles δ-Tocoferol dando origen al 2-metil-6-geranil geranilbenzoquinol (Cahoom et al., 2003) (Figura 2). Por otra parte la síntesis de los tocoferoles se basa en la condensación del acido homogentísico (HGA) con el fitol difosfato (PDP), reacción catalizada por la enzima homogentísico fitol transferasa (HPT) dando lugar a la formación del 2-metil-6-fitolbenzoquinol (Cahoom et al., 2003) (Figura 2). Se ha demostrado, a partir de espinacas y Arabidopsis, que las enzimas HPTs tienen una preferencia exclusiva sobre los sustratos PDPs (Cahoom et al., 2003). El 2-metil-6-geranil geranilbenzoquinol y el 2metil-6-fitolbenzoquinol, obtenidos en estas reacciones sufren una serie de reacciones de metilación y ciclación formando las moléculas de α-tocotrienol y α-tocoferol respectivamente (Figura 2). La vitamina E es esencial para nuestro crecimiento y supervivencia, sin embargo, el cuerpo humano no puede sintetizarla y la ingiere unida a los lípidos con la dieta (Brigelius-Flohé et al., 2002). Sólo del 20 al 50% de la dosis ingerida es absorbida en el intestino delgado por difusión pasiva (Codoceo y Muñoz, 1999). El tocoferol esterificado es previamente hidrolizado a tocoferol libre, en el lumen del intestino y la mucosa, a través de las esterasas pancreáticas e intestinales (Codoceo y Muñoz, 1999). Su absorción esta ligada a la simultánea digestión y absorción de la grasa alimentaria, habiéndose observado que los triglicéridos de cadena media incrementan esta absorción mientras que los ácidos grasos poliinsaturados la inhiben (Mataix y Ochoa, 2002). Los estudios en animales y humanos han mostrado que la bilis y la secreción pancreática son esenciales para la hidrólisis de los triglicéridos por las lipasas pancreáticas facilitando así la absorción de la vitamina E (Pita, 1997). Una vez atravesado el lumen intestinal es transportada por las lipoproteínas y eritrocitos encontrándose niveles significativos de esta vitamina en las membranas de estos últimos (Gerald y Combs, 1992). El tocoferol circulante es acumulado lentamente por los diferentes tejidos, incorporándose a las membranas de las células junto al colesterol y los fosfolípidos (Mataix y Ochoa, 2002). Su retención hística es dependiente de la proteína transportadora y de su actividad biológica (Pita, 1997). El tejido adiposo, el hígado y el músculo son áreas importantes para el depósito de esta vitamina encontrándose los niveles más altos en los tejidos finos (Gerald y Combs, 1992). Los principales productos de degradación de la vitamina E son la tocoferilquinona y la tocoferilhi76 GRASAS Y ACEITES, 58 (1), ENERO-MARZO, 74-86, 2007, ISSN: 0017-3495 A. SAYAGO, M. I. MARÍN, R. APARICIO Y M. T. MORALES Ácido homogentísico geranilgeranil transferasa (HGGT) Ácido homogentísico fitiltransferasa (HPT) Ácido homogentísico (HGA) Geranilgeranil –PP (GGDP) Fitil –PP (PDP) 2-metil-6-geranilgeranilbenzoquinol 2-metil-6-fitilbenzoquinol Metilación Metilación Ciclación Į-Tocotrienol Į-Tocoferol Geranilgeranil reductasa Ácido homogentísico geranilgeranil transferasa (HGGT) Ácido homogentísico fitiltransferasa (HPT) Ácido homogentísico (HGA) Geranilgeranil –PP (GGDP) Fitil –PP (PDP) 2-metil-6-geranilgeranilbenzoquinol 2-metil-6-fitilbenzoquinol Metilación Metilación Ciclación Į-Tocotrienol Į-Tocoferol Geranilgeranil reductasa Figura 2 Mecanismo biosintético de α-tocoferol y α-tocotrienol. droquinona, dimeros, trímeros y algunas sustancias solubles en agua (Figura 3). Estos compuestos se excretan fundamentalmente a través de las heces. 1.3. Actividad Existen varias teorías acerca de la función de la vitamina E en el organismo, siendo la más aceptada que la vitamina E actúa coordinada con otras moléculas y enzimas para la defensa de las células (especialmente glóbulos rojos, células musculares y células nerviosas) frente a los efectos nocivos producidos por los radicales libres, considerándose actualmente un importante antioxidante que aporta sustanciales beneficios al organismo (Gerald y Combs, 1992). Esta actividad antioxidante radica en su capacidad de protección de las membranas celulares, acción que realiza impidiendo la oxidación de las mismas por los radicales libres. Dicha oxidación llevaría a una degradación del organismo, especialmente a la aparición de enfermedades cardíacas o posibles cánceres. Esta vitamina, junto con las vitamina A y C, forma el grupo de las vitaminas antioxidantes (Gerald y Combs, 1992). El mecanismo de acción antioxidante consiste en la interrupción de las etapas de propagación y descomposición del proceso de autoxidación y en la reacción con el oxígeno singulete en el proceso de fotoxidación. En la autoxidación los tocoferoles interrumpen las reacciones en cadena mediante la donación de un hidrógeno al radical peroxilo originando un radical ariloxilo y un hidroperóxido (reacción I) (Burton e Ingold, 1986). Los radicales ariloxilo resultantes se estabilizan por deslocalización electrónica de la estructura fenólica, reaccionando fácilmente con otros radicales peroxilo para formar productos estables (reacción II), resultando poco probable que abstraigan átomos de hidrógeno de moléculas lipídicas intactas. Los múltiples productos de oxidación de los tocoferoles, que pueden formarse a partir de los radicales ariloxilo mediante una complicada gama de reacciones, incluyendo reacciones bimoleculares de radicales ariloxilo para formar dímeros (reacción III), constituyen un tema de estudio complejo de gran importancia debido a que no se conoce claramente su contribución al efecto antioxidante (Kamal-Eldin y Appelqvist, 1996; Frankel, 1996). ROO•+ AH ⇔ROOH + A•(reacción I) A•+ ROO•→ROOA (reacción II) A•+ A•→AA (reacción III) Esta vitamina ejerce muchos más efectos de los que su descubridor hubiera podido imaginar. Como antioxidante, defiende las células reduciendo el estrés oxidativo, estimula el sistema inmunológico y frena el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer. Asimismo, ayuda a reducir los niveles de colesterol (Packer y Obermüller-Jevic, 2002). Aunque su utilidad en la prevención de trombos en las arterias es aún discutible (Stanley, 2005). La vitamina E, específicamente el succinato de α-tocoferol, su forma mas activa, puede inducir apoptosis directa o indirectamente en las células tumorales, dependiendo de la dosis, del periodo de exposición y del tipo de células (Flebes et al., 2002). En estudios recientes se ha observado que la vitamina E, puede ayudar a retrasar el inicio de la diabetes mellitus tipo 2, e incluso, mejorar el control de azúcar en sangre (Packer y Obermüller-Jevic, 2002). La resistencia de las LDLsa la oxidación, como índice de susceptibilidad a la arteriosclerosis, se asocia con el contenido de vitamina E (Codoceo y Muñoz, 1999). Además se ha descrito que esta vitamina juega un importante papel como “regulador genético” a nivel del ARNmo proteína, lo que podría tener consecuencias en la regulación de transcripción de genes, estabilidad del ARNm, traducción de proteínas y estabilidad proteica (Gliszczynska-Swiglo y Sikorska, 2004). GRASAS Y ACEITES, 58 (1), ENERO-MARZO, 74-86, 2007, ISSN: 0017-3495 77 VITAMINA E Y ACEITES VEGETALES Figura 3 Degradación del α-tocoferol. α-Tocoferol Radical α-tocoferoxilo α-tocoferilquinona α-tocoferilhidroquinona Otros productos de oxidación 2.TOCOFEROLES EN ACEITES VEGETALES La vitamina E se encuentra principalmente en los aceites vegetales (soja, maíz, algodón y girasol), granos, plantas y en el tejido adiposo de los animales. Se localiza principalmente en las hojas y partes verdes de las plantas, que contienen más αtocoferol que las partes amarillas, mientras que el γ-tocoferol se encuentra en bajas concentraciones (Gerald y Combs, 1992).También se encuentran en las algas marrones, verdes y rojas, en algunas levaduras y hongos, pero no en las bacterias (Codoceo y Muñoz, 1999). La distribución de los tocoferoles en aceites vegetales es diferente a la de los tocotrienoles. Durante el procesado (desodorización, refinado…) y almacenamiento de los aceites y a lo largo de la preparación de los alimentos, ocurren pérdidas considerables en el contenido de vitamina E que causan su desestabilización, siendo los procesos de fritura, asado o cocción a fuego lento aquellos en los que se producen las mayores pérdidas de esta vitamina, al existir un mayor contacto con el calor y el oxígeno (Mataix y Ochoa, 2002). La Tabla 2 muestra el contenido de tocoferoles y tocotrienoles en algunos aceites vegetales. Los aceites derivados de palma y girasol, presentan un mayor contenido en tocotrienoles que el resto de los aceites vegetales citados, en los que el contenido en estos compuestos es prácticamente imperceptible o se encuentra en niveles traza. El aceite de germen de trigo destaca por su elevado contenido en tocoferoles, principalmente en el isómero αtocoferol, lo que lo convierte en un aceite con un elevado poder antioxidante muy empleado dentro del campo de la cosmética (Je Kyung, 2000; Pfeffer-Slobodinsky, 2004). Debido a la importancia nutricional de la vitamina E, ya que es un elemento esencial, en los últimos años se han publicado numerosos trabajos de investigación relacionados con su estudio en aceites vegetales. Dichos trabajos se han centrado fundamentalmente en cuatro aspectos como son, la evaluación de las propiedades antioxidantes, los beneficios para la salud que conlleva su consumo, los efectos de agentes externos como la temperatura, el refinado o el almacenamiento sobre el contenido de tocoferoles y el desarrollo y puesta a punto de técnicas analíticas para la determinación de tocoferoles que permitan una caracterización de los aceites (Tabla 3). En relación con las propiedades antioxidantes, se ha estudiado la rancidez y la estabilidad oxidativa de distintos aceites vegetales evaluándose el efecto de la concentración de tocoferoles, junto con otros factores, sobre la estabilidad de los aceites (Martínez de la Cuesta et al.,1995; Chiba,1999). Por otra parte se ha demostrado que los isómeros γy δ-tocoferol son más estables frente al proceso oxidativo, y que los tocoferoles tienen potencial antioxidante mayor a los tocotrienoles (Elmadfa y Wagner, 1997). Asimismo se ha determinado la es78 GRASAS Y ACEITES, 58 (1), ENERO-MARZO, 74-86, 2007, ISSN: 0017-3495 A. SAYAGO, M. I. MARÍN, R. APARICIO Y M. T. MORALES Tabla 2 Contenido de tocoferoles y tocotrienoles en distintos tipos de aceites vegetales (Carpenter, 1979; MullerMulot, 1976; Rossell and Pritchar, 1990; Ong, 1993; Sheppard and Pennington, 1993; Harwood and Aparicio, 2000, Cabrini et al., 2001; Barrera-Arellano et al., 2002; Gutierrez and Fernández, 2002; Pereira et al., 2002; García et al., 2003; Aguilera et al., 2005). Tocoferoles (mg/kg) Tocotrienoles (mg/kg) Aceite α-T β-T γ-T δ-T α-T-3 β-T-3 γ-T-3 δ-T-3 cacahuete 130-169 nd-5 144-780 13-21 nd nd nd nd canola 100-400 0-150 42-753 0.4-22 0.4 nd nd nd cártamo 342-477 nd 44-71 10 nd nd nd nd castor 28 29 111 310 nd nd nd nd coco nd-18 nd-11 nd-15 nd-6 nd-44 nd-1 nd nd colza 70 16 178 7 nd nd nd nd fibras de palma 1662 nd nd nd 456 nd 485 142 germen de trigo 1179-1330 398-710 260-493 118-271 tr-26 18.1 nd nd girasol 40-1000 9-45 nd-51 nd-75 nd-239 nd-52 nd-450 nd-20 maíz 20-600 nd-370 0-2500 18.9-75 nd-250 nd nd nd manteca de cacao 11 nd 170 17 2 nd nd nd mostaza 75 nd 494 31 nd nd nd nd nuez 563 nd 595 450 nd nd nd nd oliva 93-354 nd-3.18 0.75-28.5 nd nd nd nd nd palmiste nd-62 nd-248 nd-257 nd nd-tr nd nd-60 nd palma 2-256 nd-240 0-500 nd-70 2-350 nd-3.2 42-710 tr-148 salvado de arroz 324 18 53 nd 236 nd 349 nd semilla de algodón 130-690 nd-40 140-740 nd-17 nd-30 nd nd nd sésamo 12-136 6 244-290 32 nd nd nd nd soja 9-360 nd-50 90-2400 154-932 2 0.1 nd nd GRASAS Y ACEITES, 58 (1), ENERO-MARZO, 74-86, 2007, ISSN: 0017-3495 79 VITAMINA E Y ACEITES VEGETALES Tabla 3 Estudios relacionados con la presencia de tocoferol en aceites vegetales APLICACIÓN/OBJETO DE ESTUDIO TIPOS DE ACEITES REFERENCIA Propiedades Antioxidantes Rancidez Oxidativa. Oliva, girasol y Martínez de la girasol alto oleico Cuesta et al., 1995. Estabilidad oxidativa. Maíz Huang et al., 1995 Aceites vegetales Elmadfa y Wagner, 1997. Soja Chu y Kung, 1997. Girasol y nuez Demir y Cetil, 1999. Vegetales refinados Chiba, 1999. Soja, colza, oliva y girasol Marinova et al., 2001. Oliva virgen extra Dessi et al., 2001. Colza y girasol Velasco et al., 2004. Actividad Antioxidante Soja y colza Engberg et al.,1996. Aceites vegetales Frankel, 1996. Oliva y girasol López-Bote et al., 1997. Soja y girasol Armando et al., 1998. Aceites comestibles Hirata et al., 1999. Aceites vegetales Yoshida y Takagi, 1999. Girasol y colza Hras et al., 1999. Aceite de limón Grassmann et al., 2001. Girasol y oliva Tomasch et al., 2001. Soja Wu y Weng, 2001. Beneficios para la salud Arritmia cardiaca Aceites comestibles Charnock, 1995. basados en su carácter Prevención del cáncer Aceites vegetales Albanes et al., 1997. antioxidante. Oliva virgen Servili et al., 2004. Productos cosméticos Aceite de borraja Nishimoto y Fukushima, 1997. Aceite de camelia, rosas Lerondeau y Monclus, 1998. y girasol Metabolismo lipoprotéico Oliva, maíz y girasol Wagner et al., 2001. Oliva virgen Servili et al., 2004. Disminución de la presión Oliva virgen Perona et al., 2004. sanguínea Efectos de Agentes externos Temperatura Aceites vegetales Jeranek et al., 1996. y procesado Palma y girasol Li et al., 1996. Aceites vegetales Hiroi, 1997. Soja, girasol y colza Porsgaard et al., 1999. Oliva virgen Nissiotis y Tasioula-Margari, 2001. Oliva y maíz Tsaknis et al., 2002. Palma, girasol, soja, oliva BarreraArellano et al., 2002. y colza Oliva y girasol Andrikopoulos et al., 2002. Aceites vegetales Yoshida et al., 1996. Oliva Rouit et al., 1996. Soja, maíz, girasol, colza Marinova et al., 2001. y oliva Oliva virgen Brenes et al., 2002 Oliva virgen Nissiotis and Tasioula-Margari, 2002. Moringa oleifera oil Tsaknis and Lalas, 2002 Girasol, soja y cacahuete Hassanein et al., 2003 Irradiación Aceites vegetales Chaouch et al., 1999. Proceso de maduración Oliva virgen Beltrán et al., 2005 Calentamiento tradicional Calentamiento con Microondas 80 GRASAS Y ACEITES, 58 (1), ENERO-MARZO, 74-86, 2007, ISSN: 0017-3495 A. SAYAGO, M. I. MARÍN, R. APARICIO Y M. T. MORALES Tabla 3 (cont.) Estudios relacionados con la presencia de tocoferol en aceites vegetales APLICACIÓN/OBJETO DE ESTUDIO TIPOS DE ACEITES REFERENCIA Efectos de Agentes externos Deshuesado de la aceituna Oliva virgen Lavelli y Bondesan, 2005 y procesado Efectos de la extracción Oliva virgen Gimeno et al., 2002 Refinado y desodorización Aceites vegetales Yamagami et al., 1999. Aceites vegetales De Greyt et al., 1999. Maíz Berski y De Greyt, 2001. Maíz, palma y soja Verleyen et al., 2002. Girasol Alpsalan et al., 2001 Almacenamiento Aceitunas Pereira et al., 2002 Oliva Gutiérrez y Fernández, 2002 Oliva Rastrelli et al., 2002 Oliva Psomiadou and Tsimidou, 2002 Determinación de tocoferoles: RP-HPLC Girasol, oliva, soja Dionisi et al., 1995. Técnicas analíticas y cacahuete Oliva, girasol y maíz Rovellini et al., 1997. Caracterización de aceites. Soja y maíz Lima y Goncalves, 1997 Aceites vegetales Rader et al., 1997 y margarinas Oliva, oliva virgen girasol, Gimeno et al., 2000 maíz y soja Oliva virgen extra, girasol, Cabrini et al., 2001. soja, cacahuete y maíz. Aceites vegetales Puspitasari-Nienaber et al., 2002 Aceites vegetales Glyszczynska-Swiglo y Sikorska, 2004 NP-HPLC Aceites vegetales Ye et al., 1998. Aceites vegetales Takahashi et al., 1998. Aceites vegetales Sánchez-Pérez et al., 2000. Aceites vegetales Medina-Juárez et al., 2000. Oliva virgen Psomiadou et al., 2000 Palma Moh et al., 2001. Oliva Lo Curto et al., 2001. Oliva y soja Seppanen et al., 2003. Oliva virgen García et al., 2003. Oliva y avellana Benítez-Sánchez et al., 2003. Oliva virgen Aguilera et al., 2005 GC Girasol y palma. Mariani y Bellan, 1997. Aceites vegetales Lechner et al., 1999. Aceites vegetales Carstensen et al., 2002. HPLC y GC Aceites vegetales De Greyt et al., 1998. SFC Aceites vegetales Senorans et al., 1999. Cronopotenciometría Aceites vegetales Suturovic et al., 1999. Voltametría Oliva Galeno et al., 2004. Métodos Soja, colza, maíz, girasol, Sikorska et al., 2004 y 2005 luminiscentes oliva y lino Oliva virgen Escuderos et al., 2007 FT-IR Canola, soja, girasol Ahmed et al., 2005 Métodos cromatográficos Métodos eléctricos tabilidad oxidativa de aceites de girasol y nuez tras su calentamiento a 100°C observándose que presentaba valores más elevados para aquellos aceites obtenidos por extracción con disolventes (Demir y Cetin, 1999). Otros investigadores han realizado estudios similares sobre la estabilidad oxidativa de distintos tipos de aceites vegetales durante el aumento de la temperatura, concluyendo que ésta se encuentra directamente relacionada con el contenido inicial de tocoferol (Dessi et al., 2001; Marinova et al., 2001). Desde un punto de vista metodológico, Velasco et al. (2004) realizaron un estudio comparativo entre diferentes técnicas analíticas (Resonancia de Spin electrónico (ESR), Calorimetría diferencial (DCS), y Rancimat) para examinar la capacidad de cada uno de los métodos en la determinación de la estabilidad oxidativa de once muestras diferentes de aceites vegetales de girasol y colza, concluyendo que el método ESR es un método útil que emplea condiciones más suaves y un menor tiempo de análisis. Otro de los aspectos ampliamente estudiado ha sido la actividad antioxidante de los aceites vegetales. Se ha explicado el mecanismo antioxidante del α-tocoferol y cómo su concentración en el aceite determina la estabilidad oxidativa del mismo, así como los efectos del procesamiento sobre la concentración de tocoferoles (Frankel, 1996). También se ha determinado la actividad antioxidante de diferentes aceites vegetales “in vivo” mediante la medida del crecimiento de pollos (Engberg et al., 1996) y de la oxidación de lípidos en músculo de conejos (López-Bote et al., 1997) en cuyas dietas se había incluido un porcentaje de aceites vegetales, o mediante la medida de la oxidación de LDL en plasma (Grassman et al., 2001; Tomash et al., 2001). Otros estudios se han centrado, en cambio, en la mejora de la actividad antioxidante (disminución de la oxidación) de aceites a los que se adicionan tocoferoles sintéticos (Hirata, 1999 y Yoshida y Tagaki, 1999) o procedentes de extractos de pepita de uva (Carrasquero et al., 1998) o de romero (Hras et al., 1999). Wu y Weng (2001) compararon el potencial antioxidante del aceite de soja con el del α-tocoferol sintético concluyendo que la actividad de los tocoferoles naturales es mucho mayor que la de los sintéticos. Esto puede deberse a que estos últimos están formados por una mezcla racémica de isómeros D y L, siendo el isómero D el que tiene actividad biológica. Por otra parte la acción beneficiosa para la salud de la presencia de tocoferoles en aceites vegetales ha sido también objeto de estudio. La actividad antioxidante de los tocoferoles y otros compuestos de los aceites vegetales, presenta un creciente interés desde que fueron relacionados con su carácter protector frente a enfermedades degenerativas crónicas como las enfermedades coronarias (Charnock, 1995), la degeneración neuronal y la aparición de tumores en diferentes localizaciones (Albanes et al., 1997) además de su contribución a la reducción de la peroxidación lipídica (Wagner et al., 2001) y su actividad antihipertensiva (Perona et al., 2004). Estas propiedades antioxidantes han sido también utilizadas en campos como la cosmética (Nishimoto y Fukushima, 1997; Lerondeau y Monclus, 1998). En cuanto a la acción de los agentes externos se ha estudiado el efecto de la temperatura sobre el contenido de tocoferoles de los aceites vegetales, bien realizando el calentamiento mediante métodos convencionales (Jeranek et al., 1996; Li et al., 1996; Hiroi, 1997; Porsgaard et al., 1999; Nissiotis y Tasioula-Margari, 2001; Tsaknis et al., 2002, Barrena-Arellano et al., 2002; Andriokopoulos et al., 2002) o mediante microondas (Yoshida et al., 1996; Rouit et al., 1996; Marinova et al., 2001; Brenes et al., 2002; Nissiotis and Tasioula-Margari, 2002;Tsaknis and Lalas, 2002; Hassanein et al., 2003). De todos estos estudios puede extraerse como conclusión que a medida que aumenta la temperatura disminuye el contenido en tocoferoles siendo el α-tocoferol el menos estable, lo que concuerda con lo expuesto en algunos estudios de estabilidad oxidativa (Elmadfa y Wagner, 1997). Efectos similares a la temperatura tienen lugar durante la irradiación de aceites vegetales (Chaouch et al., 1999) y el procesamiento de los aceites (refinado, desodorización) (Yamagami et al., 1999; De Greyt et al., 1999; Berski y De Greyt, 2001; Apsalan, 2001; Verleyen et al., 2002) y su almacenamiento (Pereira et al., 2002; Gutiérrez y Fernández, 2002; Rastrelli et al., 2002; Psomiadou and Tsimidou, 2002). En el caso del aceite de oliva, sistemas de procesado como la extracción en dos o tres fases (Gimeno et al., 2002) o el deshuesado de la aceituna (Lavelli y Bondesan, 2005), no afectan aparentemente al contenido de tocoferoles final. Sin embargo, el estado de maduración de la aceituna influye decisivamente en el contenido de tocoferoles del aceite, siendo aquellos obtenidos de aceitunas verdes más ricos en este tipo de compuestos que los obtenidos de aceitunas maduras (Beltrán et al., 2005). En las últimas décadas, las investigaciones también se han orientado al desarrollo de procedimientos analíticos que permitan la caracterización y autenticación de los aceites, mediante el análisis del contenido total de tocoferoles, así como la diferenciación y determinación de sus diferentes isómeros. Con frecuencia se emplean técnicas acopladas (in-tandem) para la separación y posterior determinación de los distintos isómeros de la vitamina E. La cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) es una de las técnicas más empleadas para la separación de las diferentes formas del tocoferol, debido a que no requiere una etapa compleja de preparación de la muestra, sino que en la mayoría de los casos basta con una dilución de la muestra con un disolvente compatible con la fase móvil. Entre las variantes que puede presentar esta técnica, frecuentemente los investigadores optan por HPLC en fase reversa (RP-HPLC) acoplado a detectores ópticos como UV-VIS (Rovellini et al., 1997; Lima y Goncalves, 1997; Rader et al., 1999; Gimeno et al., 2000), detectores de fluorescencia GRASAS Y ACEITES, 58 (1), ENERO-MARZO, 74-86, 2007, ISSN: 0017-3495 81 VITAMINA E Y ACEITES VEGETALES (Glyszczynska-Swiglo y Sikorska, 2004), o bien acoplado a detectores de tipo electroquímico (Dionisi et al., 1995; Puspitasari-Nienaber et al., 2002). Otros autores, en cambio, emplean HPLC en fase normal, acoplada a detectores de fluorescencia (Ye et al., 1998; Lo Curto et al., 2001),y de UV-Vis (Takahashi et al., 1998; Medina-Juárez et al., 2000; Psomiadou et al. 2000; Aguilera et al., 2005). Se ha descrito también, un método rápido para la determinación de α, γy δtocoferol en diferentes tipos de aceites vegetales basado en una extracción continua, seguida de una cromatografía líquida de alta resolución acoplada a un detector coulombimétrico (Sánchez-Pérez et al., 2000). Frecuentemente se observa en la bibliografía el acoplamiento del HPLC en fase normal (NP-HPLC), con diversos detectores lo que permite la determinación de otros compuestos además de los tocoferoles. El empleo de un detector de dispersión de la luz evaporativa en línea con uno de fluorescencia ha permitido la separación y determinación simultánea de lípidos y diferentes isómeros de la vitamina E (α, βy γtocoferol y δ-tocotrienol) en muestras de aceite de palma (Moh et al., 2001). Por otra parte el acoplamiento en serie de un detector de UV-VIS con uno de fluorescencia al cromatógrafo líquido (HPLC) ha sido utilizado para el análisis simultáneo de β-carotenos, tocoferoles, tocotrienoles y feofitinas (Seppanen et al., 2003). La conexión en línea de NPHPLC-Diodo array-fluorescencia se ha empleado en el análisis de polifenoles, lignanos y tocoferoles en muestras de distintas variedades de aceites de oliva virgen (García et al., 2003). Otros investigadores se han basado en los análisis por cromatografía de gases y por acoplamiento NP-HPLC-Fluorescencia-Masas para la determinación de sus componentes mayoritarios y minoritarios permitiendo de este modo la caracterización de muestras de aceites de avellana crudos y refinados (BenítezSánchez et al., 2003). Las columnas de NP permiten la separación de todos los isómeros del tocoferol, mientras que las columnas de RP, que son generalmente de octadecylsilano (C18) modificado, no resuelven totalmente el βy γ-tocoferol. Por otra parte, las ventajas principales de la cromatografía en fase reversa comparada con la cromatografía en fase normal son el menor tiempo necesario para el equilibrio de la columna y una mejor reproducibilidad de los tiempos de retención, por ello cuando la separación del βy γ-tocoferol no constituyen el principal objeto del análisis, se prefieren columnas de fase reversa (Gliszczynska-Swiglo A, Sikorska E. 2004). La cromatografía de gases (GC) como técnica de separación no se utiliza mucho debido a la laboriosa preparación que requieren las muestras, aunque permita obtener una buena resolución. Mariani y Bellan (1996) plantearon una variante al método tradicional para la cual no resultaba necesario el paso previo de saponificación antes del análisis de la muestra. Otros investigadores realizan los pasos previos de “clean up” mediante extracción en fase sólida para separar los componentes minorita82 GRASAS Y ACEITES, 58 (1), ENERO-MARZO, 74-86, 2007, ISSN: 0017-3495 A. SAYAGO, M. I. MARÍN, R. APARICIO Y M. T. MORALES rios de la matriz de triglicéridos (Lechner et al., 1999) o aplicando cromatografía de exclusión para separar las diferentes fracciones de la muestra (Carstensen et al., 2002). Un estudio comparativo de la cromatografía de gases y la cromatografía líquida de alta resolución en base a su repetibilidad, precisión y recuperación, ha permitido concluir que la cromatografía líquida presenta una mayor precisión y repetibilidad, mientras que la de gases posee mejor coeficiente de recuperación (De Greyt et al., 1998). No obstante cuando se emplea cromatografía de gases es necesaria una separación previa con cromatografía en capa fina (TLC) para evitar el solapamiento de otros componentes menores con los tocoferoles. Otra de las técnicas de separación cromatográfica empleada es la cromatografía de fluidos supercríticos acoplada a un detector UV-Vis que se ha utilizado para la determinación de α, δy γtocoferol. Esta cromatografía no necesita de un pretratamiento de la muestra para aislar la fracción insaponificable (Senorans et al.,1999). La aplicación de métodos electroquímicos tales como la cronopotenciometría (Suturovic et al., 1999), y la voltametría (Galeano et al., 2004) permiten la diferenciación de los diferentes isómeros de los tocoferoles sin necesidad de técnicas de separación, pero necesitan de una fase de preparación de la muestra antes de someterla al análisis. Finalmente en los últimos años se ha llevado a cabo la determinación del contenido total de tocoferoles mediante métodos luminiscentes, como la espectroscopía de luminiscencia (Sikorska et al., 2004) y la fluorescencia (Escuderos et al., 2007). Los estudios más recientes han permitido establecer los perfiles característicos de los diferentes tipos de aceites y, de esta forma, la diferenciación de los aceites comestibles y de sus posibles adulteraciones (Sikorska et al., 2004). Muy recientemente se ha puesto a punto un método que permite la cuantificación del contenido total de tocoferoles (Escuderos et al., 2007). El empleo de este tipo de técnicas unidas a métodos de análisis multivariante permitirán llevar a cabo estudios de caracterización y autenticación sin necesidad de un exhaustivo pretratamiento de las muestras (Sayago et al., 2004). BIBLIOGRAFÍA Aguilera M P, Beltrán G, Ortega D, Fernández A, Jiménez A, Uceda M. 2005. Characterisation of virgin olive oil of Italian olive cultivars:‘Frantoio’ and ‘Leccino’, grown in Andalusia. Food Chem. 89, 387–391. Albanes D, Heinone OP, Taylor PR, Virtamo J, Edwards BK, Rautalahti M, Hartman AM, Palmgren J, Freedman LS, Haapakoski J, Barrett MJ, Pietinen P, Malila N, Tala E, Liippo K, Salomaa E-R, Tangrea JA, Teppo L, Askin FB, Taskinen E, Erozan Y, Greenwald P, Huttunen JK. 1996. α-Tocopherol and β-carotene supplements and lung cancer incidence in the alphatocopherol, beta-carotene cancer prevention study: