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7/21/2019 Mecanismos Implicados en La Accion Antioxidante de Polifenoles Naturales en Productos de La Pesca y Acuicultura
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FACULTAD DE QUMICA
DEPARTAMENTO DE QUMICA ANALTICA, NUTRICIN YBROMATOLOGA
MECANISMOS IMPLICADOS EN LA ACCIN ANTIOXIDANTE DEPOLIFENOLES NATURALES EN PRODUCTOS DE LA PESCA Y
ACUICULTURA
TESIS DOCTORAL
RODRIGO MAESTRE DEL CURA
Santiago de Compostela
2012
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Antonio Moreda Pieira, Director del Departamento de Qumica Analtica, Nutricin y
Bromatologa de la Universidad de Santiago de Compostela
Informa:
Que Don Rodrigo Maestre del Curaha realizado el trabajo recogido en la memoria
titulada Mecanismos implicados en la accin antioxidante de polifenoles naturales
en productos de la pesca y acuicultura bajo la tutela de M del Carmen Mejuto Mart,
perteneciente a este departamento, y bajo de la direccin de los Drs. Mara Isabel
Medina Mndez y Manuel Pazos Palmeiro en el Instituto de Investigaciones Marinas de
Vigo (CSIC), que presenta para optar al grado de Doctor en Qumica.
Y para que as conste, firmo el presente informe en Santiago de Compostela, a 11 de
Enero de 2012.
D. Alberto Moreda Pieira
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Da Mara Isabel Medina Mndez, Profesora de Investigacin en el Instituto de
Investigaciones Marinas de Vigo (CSIC) y el Dr. Manuel Pazos Palmeiro, Doctor
Contratado en el Instituto de Investigaciones Marinas de Vigo (CSIC)
Informan:
Que la presente memoria, titulada Mecanismos implicados en la accin
antioxidante de polifenoles naturales en productos de la pesca y acuicultura, que
presenta el Licenciado en Ciencias Qumicas D. Rodrigo Maestre del Cura para optar al
grado de Doctor en Qumica, ha sido realizada bajo su direccin en el Instituto de
Investigaciones Marinas del CSIC de Vigo y rene los requisitos necesarios para ser
defendida ante el tribunal calificador, por lo que autorizamos su presentacin en la
Universidad de Santiago de Compostela.
Y para que as conste, firmamos el presente informe en Vigo, a 11 de enero 2012.
Fdo. Dra. Mara Isabel Medina Mndez Fd. Dr. Manuel Pazos Palmeiro
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Da Mara del Carmen Mejuto Mart, Profesora Titular del Departamento de Qumica
Analtica, Nutricin y Bromatologa de la Universidad de Santiago de Compostela
Informa:
Que la presente memoria, titulada Mecanismos implicados en la accin
antioxidante de polifenoles naturales en productos de la pesca y acuicultura, que
presenta el Licenciado en Ciencias Qumicas D. Rodrigo Maestre del Cura para optar al
grado de Doctor en Qumica, ha sido realizada bajo su tutela y rene los requisitos
necesarios para ser defendida ante el tribunal calificador, por lo que autorizo su
presentacin en la Universidad de Santiago de Compostela.
Y para que as conste, firmo el presente informe en Vigo, a 11 de enero 2012.
Fdo. M Carmen Mejuto Mart
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El trabajo de investigacin que se presenta en esta memoria se ha desarrollado engrupo de Qumica de Productos Marinos del Instituto de Investigaciones Marinas (IIM)de Vigo, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Cientficas (CSIC), y hasido financiado por el siguiente proyecto:
Mecanismos de accin de ingredientes polifenlicos de origen natural comoantioxidantes alimentarios y como componentes funcionales de la pesca y laacuicultura, concedido por el Ministerio de Educacin y Ciencia (AGL-2006-12210-C03-01)
Para la realizacin de la presente tesis, D. Rodrigo Maestre del Cura ha sidobeneficiario de una beca-contrato del programa de Formacin de Personal Investigador(FPI) del Ministerio de Educacin y Ciencia.
Los resultados obtenidos de este trabajo han dado lugar hasta la fecha de supresentacin a una patente y a cuatropublicaciones cientficasaceptadas y dos enviadas:
Involvement of Methemoglobin (MetHb) Formation and Hemin Loss in the
Pro-oxidant Activity of Fish Hemoglobins. J. Agric. Food Chem. 2009, 57,
7013-7021
Capacity of Reductants and Chelators to prevent Lipid Oxidation Catalyzed
by Fish Hemoglobins.J. Agric. Food Chem. 2009, 57, 9190-9196
Incorporation and interaction of Grape Seed Extract in Membranes andRelation with Efficacy in Muscle Foods. J. Agric. Food. Chem. 2010, 58,
8365-8374
Role of the raw Composition of Pelagic Fish Muscle on the Developtment of
Lipid Oxidaiton and Rancidity during Storage. J. Agric. Food Chem. 2011,
59, 6284-6291
Procedimiento para determinar la susceptibilidad a desarrollar oxidacin
lipdica en productos alimenticios que contienen cidos grasos insaturados.Patente de invencin n P201131443. Consejo Superior de Investigaciones
Cientficas.
Proteomic approach to evaluate myofibril carbonylation in chilled fish mince
and its antioxidants protection by polyphenols. Food Chemistry. Enviado
Altered Digestion and Intestinal Assimilation of Oxidized Compared to
Unoxidized Dietary Polyunsaturated Fatty Acids and the Protective Effects of
a Polyphenol-rich Grape Seed Extract.Journal of Nutrition. Enviado
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AGRADECIMIENTOS
En estas pginas quiero expresar mi agradecimiento a todas las personas que de
alguna manera significativa han pasado por mi vida durante estos 4 aos y medio.
En primer lugar quiero agradecer a mi directora de tesis, Isabel Medina Mndez, la
posibilidad que me brind para poder realizar esta tesis doctoral. Sin su fe inicial en m
y su paciencia a lo largo de este periodo nada hubiera sido posible. Manuel, lo que has
hecho t por m durante estos aos no tiene precio, todos tus consejos, nuestras charlas,
tus comentarios y nimos durante mis horas bajas servan como revulsivo en mi
autoestima. Has sido siempre mi primer recurso y sin ti esta tesis no hubiera sido
posible. Dios quiera que puedas estabilizar tu situacin pronto para puedas seguir con tulabor investigadora despreocupndote del futuro. Tambin quiero agradecer a Jose
Manuel Gallardo y Santiago Aubourg el haber estado ah siempre que los he necesitado.
Adems quiero agradecer a Vicente Micol y Judith Storch el haberme acogido, en
Elche y New Brunswick respectivamente, durante mis estancias.
Desde que Salom me recogi en la recepcin del Instituto, cual perrillo abandonado,
ha habido un gran nmero de personas que han marcado mi estancia en Vigo en mayor
o menor grado. Gracias a Chus, Durn, Trigo (bis), Gabriel, Cris, Vicky, Lore, Su,
Helena, Marta, Maribel, Cruz, Salom por aguantarme y no perder la paciencia conmigo
aunque ya sabais que.mi poyata mis normas!!!! Gracias a mis antecesores Mnica,
Jacobo e Ignacio por ser mis referentes y mostrarme como se deben de hacer las cosas.
Especialmente a los chicos por ser mis primeros amigos en la ciudad olvica. Espero que
mis sucesoras, la locaza y mi peque, no sigan mis pasos porque si no apaadas van. Mil
besotes a Mara y Ana por haber sido mi familia dentro del laboratorio (madre y
hermana mayor respectivamente). Gracias a bolu (Licenciado Fernando Muoz) y
Palomares por todos los cafs que tomamos en los aposentos del Dr. Villalan, y en
especial a ti Francis por venir a verme a Estados Unidos, recuerda que tenemos
Argentina pendiente. Esa Requete que apareci en medio de mis dos estancias, la cual
me he enterado que tiene todas sus vacunas al da 11 meses despus de estar dndole
besos todas las maanas. A ti Fran, que sabes que te tengo un enorme aprecio, y a
Carmen Sotelo que aunque se que se hace la dura, me tiene mucho aprecio y no pudo
resistirse a uno mis achuchones. Gracias a todos mis compaeros de laboratorio que
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tuve en Rutgers University por nunca quejarse cuando tena la msica a todo volumen
por la tarde. Se que a pesar de mi nivel de ingls me tienen mucho aprecio. Mencin
especial tiene haberte conocido a ti Palomita, sabes que fuiste mi cimiento en USA y sin
ti no hubiera sido lo mismo. Nunca me olvidar de ti.
En un punto independiente quiero englobar a todas las nuevas incorporaciones o
personas con las que no tena mucha confianza y que me encontr a la vuelta de mi
periplo americano, gracias a ellas he podido disfrutar de mi mejor ao en Vigo. En
primer lugar quisiera agradecer a los astros que me hicieran coincidir en el espacio-
tiempo con mis tres pelirrojas. Cada una es nica y no comparable, hacindome sentir,
tanto juntas como por separado, la persona ms especial del universo. A Paula quiero
agradecerla que siempre est con una sonrisa en la cara, ya te lo he dicho muchas vecespero verte cada maana nos levanta el nimo a todos. Mnica, una de las personas ms
increbles que he conocido a pesar de su esferita personal, la cual ignoro. El mundo
necesita ms gente como t. A Luci, grrrrrrrr, por todas nuestras tardes chinchndote y
donde Ana tena que poner paz. Y por ltimo gracias a Chema, Carlos y Eduardo, ellos
saben que son chicos y mis halagos se dirigen ms hacia el otro gnero.
Fuera del Instituto me gustara hacer mencin especial a Gallego, alias sabrosn.
Aunque le conozco de hace poco ha rellenado un hueco muy importante aqu, el de un
muy buen amigo. Tambin gracias a toda la gente que he conocido de O Barco de
Valdeorras con las que, a pesar de estar como un cencerro, me lo he pasado genial. A t
Gema, por tu energa inagotable, tus afters y tu cuerpo escombro. Y finalmente en este
apartado gracias a Sergio, una persona de corazn noble que no alberga maldad alguna.
Ms all de Vigo, y aunque estos 4 aos me he distanciado un poco de ellos, se que
siempre estn y estarn mis AMIG@S de Aranda. Gracias a los valientes que habisvenido a verme y gracias por acogerme cuando os he ido a ver. nimo Henar, no
desistas aunque sigamos siendo unos incomprendidos.
Por ltimo y ms importante a mis padres-hermano, espero que esta tesis aclare y
solucione la desinformacin a la que os he tenido durante estos 4 aos (es que soy muy
raro).
Muchas gracias a todos por haberme aguantado
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A mis padres,
sin ellos no habra llegado hasta aqu
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NDICE
Smbolos y abreviaturas.1
I. Introduccin3
1. El Pescado y los Productos Derivados de la Pesca5
2. La Oxidacin en el Pescado y Productos Derivados de la Pesca.10
2.1 Cambios post-mortem en los lpidos de pescado..10
2.2 La oxidacin lipdica.11
2.3 Factores que afectan a la oxidacin.......14
2.3.1 Lpidos Insaturados..14
2.3.2 Prooxidantes endgenos..15
2.3.3 Antioxidantes endgenos.20
3. Cambios post-mortem que afectan a la Susceptibilidad Oxidativa..25
4. Mtodos Utilizados para Evitar la Oxidacin Lipdica en Pescado.27
5. Uso de Antioxidantes como Estrategia para Inhibir la Oxidacin Lipdica.30
5.1 Antioxidantes sintticos.31
5.2 Antioxidantes naturales.32
6. Residuos Agroalimentarios como Fuente de Compuestos Antioxidantes
Utilizados en Alimentacin..38
6.1Residuos vincolas como fuente de aditivos antioxidantes de origen
alimentario..39
7. Factores que Afectan a la Actividad Antioxidante de un Compuesto..40
7.1 Relacin estructura-actividad40
7.2 Localizacin-actividad...41
8. Alimentacin y estrs oxidativo....43
II. Justificacin y Objetivos..45
III. Fundamentos de la Metodologa Empleada49
1. Sistemas Modelo Utilizados para Evaluar la Extensin de la Oxidacin
Lipdica.51
2. Compuestos Fenlicos Procedentes del Extracto de Semilla de Uva...52
3.
Metodologa para Determinar la Capacidad Antioxidante in Vitro..533.1 Capacidad reductora.......54
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3.2 Capacidad antirradicalaria..54
3.3 Capacidad quelatante..54
4. Mtodos para Determinar la Extensin de la Oxidacin Lipdica.55
4.1 Valor de perxidos..56
4.2 Hidroperxidos conjugados56
4.3 ndice de cido Tiobarbitrico56
5. Sistemas Modelo de Membrana.57
6. Tcnicas Utilizadas para Estudiar la Incorporacin e Interaccin de Compuestos
en Membranas Modelo..58
6.1 Fluorescencia..58
6.1.1 Quenching de fluorescencia.59
6.1.2 Anisotropa de fluorescencia60
6.1.3 Polarizacin generalizada de laurdan ..61
6.2Efecto Tyndall..61
6.3Calorimetra Diferencial de Barrido..62
7. Tcnicas Utilizadas para Estudiar la Absorcin de Nutrientes63
7.1 Modelo de tracto gastrointestinal TIM-1..63
7.2 Modelo intestinal: Lnea Celular Caco-2....64
IV. Resultados y Discusin...67
Captulo 1: Determinacin de los Mecanismos implicados en la Actividad
Prooxidante de la Hemoglobina en Sistemas Lipdicos, as como su inhibicin mediante
antioxidantes con capacidad quelatante y donadora de electrones...69
1.1 Introduccin...71
1.2 Publicacin:Involvement of Methemoglobin (MetHb) Formation and Hemin Loss in the
Prooxidant Activity of Fish Hemoglobins..............................................................751.3 Publicacin: Capacity of Reductants and Chelators to Prevent Lipid Oxidation
Catalyzed by Fish Hemoglobins...........................................................................87
Captulo 2: Incorporacin e Interaccin de Polifenoles Naturales en Membranas
y su relacin con la eficacia antioxidante en alimentos compuestos por msculo de
pescado..97
2.1 Introduccin ............99
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2.2 Publicacin:Incorporation and Interacion of Grape Seed Extract in Membranes and
Relation with Efficacy in Muscle Foods.....................................................................101
Captulo 3: Influencia de la composicin inicial en el desarrollo de la oxidacin
lipdica en msculo de caballa .....113
3.1 Introduccin........115
3.2 Publicacin: Role of Raw Composition of Pelagic fish Muscle on the Development of
Lipid oxidation and Rancidity Turing Storage .............................................................117
Captulo 4: Procedimiento para determinar la susceptibilidad a desarrollar
oxidacin lipdica en productos alimenticios que contienen pescado y derivados de la
pesca......127
4.1 Introduccin.129
4.2 Patente: Procedimiento para determinar la susceptibilidad a desarrollar oxidacin
lipdica en productos alimenticios que contienen cidos grasos insaturados...131
Captulo 5: Digestin y Absorcin Intestinal de PUFAs Oxidados y no Oxidados
de Cadena larga Presentes en el Pescado, as como el Efecto de Polifenoles de Origen
natural en dichos Procesos.173
5.1 Introduccin.175
5.2 Material y Mtodos..178
5.2.1 Reactivos...178
5.2.2 Material y equipo de Cultivo Celular178
5.2.3 Cultivo de la Lnea Celular Caco-2...179
5.2.4 Mantenimiento de la Lnea Celular Caco-2..179
5.2.5 Mtodo de tripsinizacin y siembra de las clulas1805.2.6 Preparacin del medio de cultivo con cidos grasos marcados con14C..181
5.2.7 Ensayos de absorcin de cidos grasos.181
5.2.8 Determinacin del contenido en protenas181
5.2.9 Extraccin lipdica....182
5.2.10 Metabolismo de los cidos grasos en las clulas Caco-2...182
5.2.11 Cuantificacin lipdica1825.2.12 Medida de los dienos conjugados...182
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5.2.13 Oxidacin del DHA...183
5.2.14 Preparacin del sistema de msculo picado de Mujol Gris (Mugil
cephalus)...183
5.2.15 Modelo de tracto gastrointestinal TIM-1...183
5.2.16 Extracto de semilla de uva rico en procianidinas...184
5.2.17 Anlisis estadstico..184
5.3 Resultados185
5.3.1 Digestin de los PUFAs y bioaccesibilidad de los subproductos de
la oxidacin lipdica en los dializados intestinales185
5.3.2 Asimilacin y metabolismo de los cidos grasos por las clulas
Caco-2...185
5.4 Discusin.192
5.5 Conclusiones....195
V. Discusin Integradora.....197
VI. Conclusiones...207
VII. Bibliografa.213
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Smbolos y Abreviaturas
ADN: cido desoxirribonucleico
AEDT: cido etilendiamintetraactico
AGL: cidos grasos libres
ATP: adenosin trifosfato
BHA: Butil-hidroxianisol
BHT: Butil-hidroxitolueno
DC: dienos conjugados
desoxiHb: desoxihemoglobina
DHA: cido docosahexaenoico
DPH: 1,6-difenil-1,3,5 hexatrieno
DPH: cido Docosapentaenoico
DSC: Calorimetra diferencial de barrido
EPA: cido eicosapentaenoico
Hb: hemoglobina
HDL: Lipoprotenas de alta densidad
Kp: Coeficiente de particin
LDL: Lipoprotenas de baja densidad
LUVs: vesculas unilamelares grandes
MDA: malondialdehido
metHb: metahemoglobina
MLVs: vesculas multilamelares
NADH: nicotiamida-adenina dinucleotido
NADPH: nicotiamida-adenina dinucleotido fosfato
nm: nanmetrosPA-DPH: cido 3-4-(6-fenil)-1,3,5-hexatrienil) propinico
Pre-RP-HPLC: Cromatografa lquida de alta resolucin en fase reversa
PUFA: cido graso poliinsaturado
ROS: sustancias reactivas de oxgeno
SSO: Organismos especficos del deterioro
STTP: tripolifosfato de sodio
SUVs: vesculas unilamelares pequeasTBA: cido tiobarbiturico
1
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TBARS: sustancias reactivas al cido tiobarbitrico
TBHC: Terbutilhidroquinona
TMA-DPH: 1-(4-trimetilamonio-fenil)-6-fenil-1,3,5-hexatrieno
2
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I. INTRODUCCIN
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I. Introduccin
1. EL PESCADO Y LOS PRODUCTOS DERIVADOS DE LA PESCA
La importancia que tienen unos buenos hbitos alimentarios sobre la salud y la
calidad de vida de las personas se estableci de manera inequvoca hace varias dcadas.
Una correcta alimentacin debe aportar los nutrientes necesarios para satisfacer las
necesidades nutricionales de cada persona. Hoy en da, la ciencia de la nutricin ha
evolucionado a partir de los conceptos clsicos, como poda ser tratar de evitar las
deficiencias de nutrientes, a una nutricin positiva u ptima, centrada en la
identificacin de componentes biolgicamente activos de los alimentos que ofrezcan la
posibilidad de mejorar las condiciones fsicas y mentales, as como de reducir el riesgo
de desarrollar enfermedades. El concepto de alimento funcional surgi en Japn hacia la
dcada de los 80 con la finalidad de disminuir los costes en el tratamiento de
enfermedades crnicas de la poblacin longeva, y por tanto reducir el gasto sanitario
(1). Podramos denominar a un alimento como funcional cuando, ms all de su valor
nutricional, ha demostrado satisfactoriamente que tiene un efecto beneficioso sobre una
o ms funciones del organismo humano, de tal forma que es relevante para mejorar la
salud humana, la calidad de vida o para disminuir los riesgos de padecer ciertas
enfermedades.
El pescado es considerado como un alimento muy completo, ya que desde el punto de
vista nutricional posee las proporciones adecuadas de protenas, vitaminas y minerales
(2), pero en particular, posee una gran proporcin de cidos grasos poliinsaturados
(PUFAs) de cadena larga. La mayor parte de esos cidos grasos poliinsaturados
pertenecen a la familia de los -3, como los cidos eicosapentaenoico (EPA, 20:5 -3),
docosahexaenoico (DHA, 22:6 -3) y docosapentaenoico (DPA 22:5 -3). La elevada
cantidad de PUFAs convierte al pescado, adems de en un excelente alimento desde el
punto de vista nutricional, en un alimento funcional portador de compuestos bioactivos,en este caso los PUFAs -3. El papel beneficioso del pescado se estudi en el siglo
pasado sobre esquimales de Groenlandia, que mostraban un perfil lipdico en plasma
con niveles de lipoprotenas de baja densidad (LDL) inferiores y de lipoprotenas de alta
densidad (HDL) superiores comparado con el de ciudadanos daneses. Se demostr que
tales diferencias no dependan de factores genticos sino de la dieta de los esquimales,
rica en aceite y carne de pescado. El mayor beneficio que se ha atribuido al consumo de
este tipo de cidos grasos es la disminucin de los niveles de triglicridos y colesterol
asociados a las LDL, que se encuentran entre los mayores factores de riesgo de
5
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I. Introduccin
dolencias cardiovasculares (3). Estudios realizados han establecido que un aumento en
la dieta de los PUFAs -3 puede reducir el riesgo de sufrir arritmias (4), modula la
composicin de cidos grasos en muchos tejidos (5) y reduce la deposicin de grasa en
el cuerpo (6). Tambin se ha estudiado el impacto de los PUFAs en la coagulacin de la
sangre, observndose una menor coagulacin. Esto es debido a que la formacin de
tromboxanos a partir de cidos grasos -3 provoca un aumento de la fluidez de la
sangre y una disminucin en la agregacin de las plaquetas (7). Como consecuencia de
sus propiedades anticoagulantes, los PUFAs -3 tambin diminuyen el riesgo de sufrir
un infarto cerebral. Otros beneficios para la salud de los cidos -3 incluyen la
reduccin de la respuesta inflamatoria (8), la menor susceptibilidad a sufrir una
enfermedad mental (9) y la mejora de las funciones del cerebro y los ojos en los nios
(10).
Debido a los beneficios en la salud de las poblaciones con dietas ricas en cidos
grasos poliinsaturados, se ha despertado un gran inters por parte de los organismos
internacionales relacionados con la Sanidad y Salud Pblica por la adopcin de un
patrn diettico ms saludable que constituira una herramienta de prevencin efectiva y
aplicable a toda la poblacin desde edades muy tempranas. Por este motivo, la ingesta
de PUFAs ha sido incluida en las recomendaciones nutricionales para la prevencin de
enfermedades cardiovasculares, tal y como se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1: Recomendaciones en el consumo de PUFAs realizadas por distintos organismosinternacionales
Organismo Ao Poblacin Recomendacin
World Health Organization
(WHO,2003)2003 Poblacin adulta en general
6-10% de la energa diaria de AGPI:
5-8% AGPI -6
1-2% AGPI -3
Adultos sin ECV Comer pescado dos veces/semana
Adultos con ECV1g/da de EPA+DHA (preferiblemente de aceite de
pescado)
American Hert Association
AHA
(Kirs-Etherton et al.,2002)
2002
Adultos con triglicridos
elevados2-4 g/da de EPA+DHA
Workshop The essentiality of
recommended dietary intakes
from -6 y -3 fatty acids
(Simpoulous et al., 2000)
2000 Poblacin adulta en general
LA: 4.44g/da/2000kcal
ALA:2.22g/da/2000kcal
DHA+EPA: 0.65g/da/2000kcal
British Nutrition Foundation
(BNF,1999)1999
Poblacin adulta (19-50
aos)
LA:1%de la energa diaria
EPA+DHA: 1.25g/da
6
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I. Introduccin
Debido a las propiedades beneficiosas para la salud de los -3 PUFAs, y a que su
consumo entre la poblacin se encuentra por debajo de los niveles recomendados, los
alimentos enriquecidos con aceite de pescado son un grupo de productos que han
experimentado un rpido crecimiento tanto en Europa como en USA durante los ltimos
aos. Yogures, alios para ensaladas, mayonesas, pan o espaguetis son algunos
ejemplos de alimentos enriquecidos con PUFAs procedentes de aceites de pescado.
Esencialmente, los cidos grasos que se encuentran formando parte de los lpidos
suelen constituir entre 0,2% y un 25% del peso en los productos pesqueros (11). En
funcin de la abundancia de stos, los pescados se pueden clasifican desde el punto de
vista nutritivo en:
Pescados magros: su contenido graso es como mximo del 2% y se almacena
principalmente en el hgado. Este tipo de pescados lleva una vida sedentaria,
con desplazamientos cortos y por ello no necesitan almacenar grasa como
fuente de energa. En este grupo se encuentran especies como el abadejo,
bacalao, bacaladilla, faneca, gallo, lenguado o merluza.
Pescados semigrasos: su contenido en grasa vara entre el 2% y el 5%. En este
grupo se incluye a la lubina, besugos, dorada, rodaballo o trucha.
Pescados grasos o azules: su contenido graso es superior al 6% y suele oscilar
entre el 8 y el 15%. Este tipo de pescado est formado por especies pelgicas
que destacan por su carcter migratorio. Dentro de este grupo se incluyen la
caballa, la sardina y el atn. La grasa suele localizarse como gotas
extracelulares en tejido muscular, sobre todo en la capa situada debajo de la
piel.
Los cidos grasos de los mamferos raramente contienen ms de dos dobles enlaces
por molcula, mientras que los depsitos grasos del pez contienen muchos cidos grasos
con ms 5 dobles enlaces (12). La composicin y la cantidad de cidos grasos que
componen el tejido del pescado puede verse afectada por la dieta, tamao, edad, ciclo
reproductivo, salinidad, temperatura, estacin y localizacin geogrfica (13-18). Los
peces herbvoros contienen gran cantidad de PUFAs de cadena corta (14, 19). Los peces
que se alimentan de otros peces, son ms ricos en PUFAs -3 de cadena larga pero
poseen un contenido inferior en cido linolnico. Los peces omnvoros, tienen una
mayor proporcin de cido linolnico pero una proporcin menor de PUFAs -3 de
cadena larga (19). La temperatura del agua tambin resulta ser un factor influyente en la
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I. Introduccin
composicin lipdica. Especies de agua fra poseen niveles ms elevados de cidos
grasos -6 y -9 (20). Generalmente, un descenso en la temperatura donde habita el pez
tiene como consecuencia un incremento en el grado de instauracin (14) debido a que se
necesita un nivel ms alto de cidos grasos poliinsaturados para mantener la flexibilidad
y permeabilidad en los fosfolpidos de membrana (20). El cambio ms importante en la
cantidad total de lpidos y composicin en cidos grasos de pescado es observado
durante el periodo de reproduccin. En este periodo, el almacenamiento de lpidos, as
como de protenas, vitaminas y minerales en msculo, hgado y rganos viscerales, es
movilizado hacia las gnadas con el fin de asegurar la maduracin (21, 22). Tambin se
ha encontrado que el porcentaje total de PUFAs es levemente menor en los lpidos de
peces de agua dulce que en los lpidos de peces agua salada (12).
El valor funcional de la gran cantidad de PUFAs presentes en el pescado y productos
derivados de la pesca juega en contra de su estabilidad y su conservacin. Los cidos
grasos poliinsaturados son compuestos que sufren con relativa facilidad reacciones de
oxidacin cuyo resultado es la aparicin de sabores y olores desagradables, junto con la
perdida de compuestos bioactivos como son los cidos grasos -3 (23, 24). Adems, los
productos de la oxidacin de los lpidos pueden resultar txicos para la salud debido a
sus efectos citotxicos y genotxicos (25, 26). La oxidacin origina radicales libres y
perxidos, los cuales se relacionan con el desarrollo de algunos tipos de cncer,
arteriosclerosis, artritis, enfermedades neurodegenerativas y con el proceso de
envejecimiento (27). Los productos enriquecidos con PUFAs -3 procedentes de aceite
de pescado presentan el mismo problema de estabilidad que el msculo de pescado, el
desarrollo de la rancidez oxidativa. La disminucin de la vida til del producto debido a
la aparicin de aromas y sabores asociados a la rancidez son algunos de los problemas
asociados a este tipo de productos enriquecidos (28). Por otro lado, la adicin de aceite
de pescado en alimentos puede provocar alteraciones organolpticas atribuidas al olor apescado.
En la actualidad existen distintos tipos de metodologas utilizadas para aumentar la
fecha de consumo preferente y de caducidad de pescado y productos derivados de la
pesca relacionadas con la proteccin de los lpidos. Dichos procedimientos pueden
clasificarse como fsicos, basados en la variacin de la temperatura, el lavado,
desangrado o el precocinado, y qumicos, basados en la adicin de antioxidantes, que
inhiben de manera eficaz la oxidacin lipdica. Los antioxidantes sintticos han sidoempleados habitualmente para inhibir la oxidacin lipdica y retrasar el desarrollo de la
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I. Introduccin
rancidez en alimentos. A pesar de que estos compuestos artificiales resultan eficientes y
relativamente baratos, su uso tiende a restringirse debido a la pobre aceptacin que
presentan en el consumidor y a que numerosos estudios ponen en juicio su seguridad
toxicolgica (29). En los ltimos aos, han aumentado de manera exponencial las
investigaciones destinadas al estudio de los compuestos de origen natural, con la
finalidad de proponer antioxidantes naturales alternativos a los antioxidantes sintticos.
Adems, los aditivos antioxidantes podran incrementar el carcter funcional de los
alimentos sobre los que se aplican puesto que se ha postulado que pueden ejercer una
accin beneficiosa frente a patologas derivadas del estrs oxidativo (30).
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I. Introduccin
2. LA OXIDACIN EN EL PESCADO Y PRODUCTOS DERIVADOS DE LA
PESCA.
Los lpidos son un grupo muy heterogneo de molculas que usualmente se clasifican
en dos grupos, dependiendo de que posean en su composicin cidos grasos (lpidos
saponificables) o no los posean (lpidos insaponificables). Dentro de los lpidos
saponificables se encuentran dos subgrupos, el de los lpidos simples, que son
molculas que solo contienen carbono, hidrgeno, oxgeno, y el de los lpidos
complejos, que adems de contener en sus molculas carbono, hidrgeno y oxgeno,
tambin contienen otros elementos como nitrgeno, fsforo, azufre u otra molcula
como un glcido. A los lpidos complejos se les denominan lpidos de membrana pues
son los principales compuestos que forman las membranas celulares.
2.1 Cambios post-mortem en los lpidos de pescado
En la etapa post-mortem del pescado ocurren dos reacciones diferentes de gran
importancia en el deterioro de la calidad de los lpidos, la hidrlisis y la oxidacin. La
hidrlisis de un lpido consiste en la ruptura de un enlace ster entre un cido graso y un
alcohol mientras que la oxidacin lipdica es la incorporacin de una molcula de
oxgeno molecular a la estructura de un lpido. Como resultado de la oxidacin lipdica
se produce la formacin de una serie de sustancias, algunas de las cuales tienen sabores
y olores desagradables (rancidez). Algunas de estas reacciones tambin pueden
contribuir a cambios de textura mediante uniones covalentes a las protenas musculares.
Las reacciones pueden ser de naturaleza no enzimtica o naturaleza enzimtica,
catalizadas por enzimas microbianas, intracelulares o digestivas del mismo pescado. El
significado relativo de estas reacciones depende principalmente de la especie de
pescado y de la temperatura de almacenamiento. Los pescados grasos son
particularmente susceptibles a la degradacin lipdica, la cual puede ocasionar severos
problemas en la calidad, incluso durante el almacenamiento a temperaturas bajo cero.
Durante el almacenamiento del pescado, aparece una cantidad considerable de cidos
grasos libres (AGL) y otros productos de hidrlisis como diglicridos y monoglicridos.
La reaccin tiene mayor repercusin en el pescado no eviscerado que en el eviscerado,
probablemente por la presencia de enzimas digestivas. Los triglicridos presentes en los
depsitos de grasas son hidrolizados por la trigliceril-lipasa, originada en el tracto
digestivo o excretada por ciertos microorganismos. La produccin de lipasas de origen
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I. Introduccin
microbiano puede limitarse o inhibirse por la presencia en el medio de carbohidratos,
lpidos y protenas del tejido muscular (31, 32). Por ello, resulta poco probable que
ocurra la actividad lipoltica microbiana hasta que no se haya agotado la glucosa en la
superficie muscular.
2.2 La oxidacin lipdica.
Como se ha mencionado previamente, la oxidacin lipdica es una reaccin que tiene
una particular relevancia en los productos pesqueros debido a su elevada concentracin
de cidos grasos poliinsaturados. Las reacciones de oxidacin producen cambios en el
aroma, sabor y textura del msculo, adems de una disminucin de sus propiedades
nutricionales. Todos estos cambios que puede sufrir el msculo de pescado durante su
procesado y almacenamiento disminuyen considerablemente su tiempo de conservacino vida til debido a la aparicin de caractersticas organolpticas asociadas a la
rancidez (29).
La oxidacin de los lpidos poliinsaturados de los alimentos implica una reaccin
en cadena de radicales libres, en su mayora iniciada por la exposicin de los lpidos a la
luz, el calor, la radiacin ionizante, las enzimas, los iones metlicos o las
hemoprotenas, en la que interviene el oxgeno molecular (23). La menor energa de
enlace de los hidrgenos allicos y bis-allicos, frente a los hidrgenos de los gruposmetileno (75 y 88, frente a 100Kcal/mol, respectivamente), junto con la estabilizacin
por resonancia del radical formado, contribuyen a la mayor inestabilidad oxidativa de
los PUFAs (33). En la figura 1 se muestran los mecanismos del proceso de oxidacin de
un cido graso con 2 dobles enlaces conjugados. Este mecanismo ocurre en tres etapas:
iniciacin, propagacin y terminacin:
Iniciacin: La reaccin de iniciacin consiste en la formacin de un radical libre o
radical lipdico mediante la extraccin de un tomo de hidrgeno del cido graso (RH) o
la rotura homoltica del enlace carbono-hidrgeno.
+ HRRH
La oxidacin directa de los lpidos insaturados por el oxgeno en estado triplete (3O2)
est prohibida por el principio de conservacin de spin, ya que la multiplicidad de los
lpidos en su estado de menor energa es singlete. La conversin de oxgeno triplete a
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I. Introduccin
Figura 1: Esquema de la reaccin de la oxidacin primaria de un cido graso con 2 dobles enlacesconjugados
oxgeno singlete (1O2) necesita la presencia de fotosensibilizadores. Estos compuestos
poseen un nmero elevado de dobles enlaces con capacidad de absorber luz y pasar a un
estado de excitacin, transfiriendo el exceso de energa al oxgeno triplete y
convirtindolo en oxgeno singlete (34).
++ HROOORH 21
Otra manera de iniciar la oxidacin lipdica es a travs de enzimas que faciliten que el
oxgeno triplete reaccione con el cido graso para formar un hidroperxido. Los
principales grupos de enzimas implicados en este proceso son las peroxidasas y las
dioxigenasas. Las lipoxigenasas y las ciclooxigenasas son dioxigenasas que producen
hidroperxidos por este mecanismo (35).
Propagacin:En esta segunda etapa, el radical libre formado puede reaccionar con el
oxgeno molecular y formar un radical perxilo ( ROO ). Este radical puede sustraer un
tomo de hidrgeno de otro cido graso insaturado para formar un hidroperxido
(ROOH) y un radical lipdico. Esta etapa tambin puede iniciarse en el radical perxilo
formado por fotooxidacin o iniciacin enzimtica. Los radicales alcoxilo procedentes
de la descomposicin de hidroperxidos tambin pueden iniciar la oxidacin lipdica.
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I. Introduccin
+ ROOOR 2
++ RROOHRHROO
Terminacin:Durante esta etapa dos radicales libres interaccionan entre s formando
un producto no radicalario.
RRRR +
ROORROOR +
2OROORROOROO ++
Los hidroperxidos son compuestos sin sabor y olor, y frecuentemente se hace
referencia a ellos como los productos primarios de la oxidacin. Estos compuestos se
caracterizan por su inestabilidad. Su descomposicin origina los productos secundarios
de la oxidacin: aldehdos, cetonas y alcoholes, que son sustancias voltiles con
atributos sensoriales a muy bajas concentraciones, a menudo inferiores a 1 ppm (29).
Los productos secundarios de la oxidacin son los responsables de los aromas y sabores
asociados a la rancidez. Los aldehdos, generados durante la descomposicin de los
hidroperxidos pueden reaccionar con compuestos con grupos amino libres para dar
lugar a compuestos de interaccin, tambin denominados compuestos terciarios. Dentro
de estos compuestos se encuentran las bases de Schiff. Dichos compuestos y sus
polmeros son los responsables de la aparicin de pigmentos de color parduzco. Se ha
de tener en cuenta que la formacin de compuestos terciarios tambin es posible debido
a la reaccin de azcares con grupos amino libres (36).
Debido a la complejidad del proceso oxidativo, frecuentemente se ha hecho uso de
sistemas ms sencillos, sistemas modelo, con la finalidad de esclarecer los procesos que
rigen la oxidacin de los lpidos en msculo. Los sistemas modelo ms empleados para
el estudio de los factores que afectan al desarrollo de la rancidez en el msculo de
pescado son: sistemas liposomiales (37), suspensiones de membranas de msculo de
pescado (38, 39), msculo de pescado picado y lavado (40, 41) y msculo de pescado
picado (42).
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I. Introduccin
2.3 Factores que afectan a la oxidacin
Existen varios factores que promueven o retardan la oxidacin del msculo de
pescado. stos pueden ser factores intrnsecos, propios del tejido, o factores extrnsecos,
procedentes del ambiente y condiciones que rodean al alimento. Dentro de los factores
intrnsecos, se pueden distinguir tres grandes grupos de compuestos presentes en el
msculo que pueden intervenir en la oxidacin de los lpidos.
Lpidos insaturados, que constituyen el sustrato oxidable.
Sustancias que inician la oxidacin, denominadas prooxidantes endgenos.
Compuestos que retardan la oxidacin, denominados antioxidantes endgenos.
2.3.1 Lpidos insaturados
La velocidad de oxidacin de los cidos grasos aumenta con el nmero de
insaturaciones, ya que se generan nuevas posiciones entre dos dobles enlaces adyacentes
que estn favorecidas termodinmicamente para el ataque de los radicales libres (33).
Los lpidos se pueden encontrar en el msculo de pescado como lpidos estructurales
o como depsitos de grasa. Los fosfolpidos y el colesterol se encuentran formando
parte de los lpidos estructurales en las clulas y en los orgnulos de membrana. Hay
estudios que indican que los fosfolpidos son los sustratos en los que se inicia la
oxidacin lipdica debido a su alto contenido en PUFAs y al contacto directo con
sustancias prooxidantes (43, 44).
Los depsitos de grasa pueden encontrarse como triglicridos o cidos grasos libres.
En el msculo de pescado se ha encontrado que la hidrlisis de los triglicridos aumenta
la oxidacin. De hecho, en sistemas in vitro, se ha encontrado mayor susceptibilidad de
los cidos grasos libres a la oxidacin que los esterificados (45). En el pescado, los
lpidos se almacenan en el tejido subcutneo, hgado, msculo y cabeza. Dentro del
msculo de pescado se pueden encontrar dos partes con distinto contenido graso. Elmsculo rojo contiene ms cantidad de grasa que el msculo blanco, debido a que el
msculo rojo se utiliza para el desplazamiento prolongado de especies migratorias y
utiliza la grasa como fuente energtica, mientras que el msculo blanco se utiliza para
movimientos rpidos o explosivos y no utiliza grasa como fuente energtica. Tambin
dependiendo de la estacin del ao, el contenido en grasa de una misma especie puede
variar debido a diversos factores como la dieta, temperatura del agua, estacin, ciclo
reproductivo o localizacin geogrfica (13, 14, 16). Por otro lado, los individuos de unaespecie procedente de acuicultura contienen mayor cantidad de lpidos en comparacin
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I. Introduccin
con los individuos de su misma especie en estado salvaje (46) debido a la dieta con la
que son alimentados, as como al menor movimiento realizado por los peces durante su
crecimiento.
2.3.2 Prooxidantes endgenos
Son sustancias que se encuentran en el msculo y que catalizan la oxidacin lipdica
facilitando la incorporacin del oxgeno en el lpido o incrementando la cantidad de
radicales libres que pueden iniciar o propagar la oxidacin. Como se muestra en la
Figura 2, los compuestos prooxidantes pueden clasificarse dentro de dos grupos: los
enzimticos y los no enzimticos.
Sustancias prooxidantes
No enzimticas Enzimticas
Metales de transicin
Hemoproteinas
Ferritina
Rivoflavinas
Ascorbato
Enzimas microsomiales
y mitocondiriales
Dioxigenasas
Peroxidasas
Sustancias prooxidantes
No enzimticas Enzimticas
Metales de transicin
Hemoproteinas
Ferritina
Rivoflavinas
Ascorbato
Enzimas microsomiales
y mitocondiriales
Dioxigenasas
Peroxidasas
Figura 2: Compuestos presentes en el msculo de pescado con actividad prooxidante
Prooxidantes no enzimticos
- Dioxigenasas:
Las dioxigenasas son enzimas que catalizan reacciones en las que una molcula deoxgeno se incorpora a un cido graso. In vivo, estas enzimas son las encargadas de la
sntesis de los eicosanoides que los organismos utilizan para multitud de funciones,
entre las que se encuentran la participacin en procesos de inflamacin en la respuesta
inmune. Tras la muerte del pescado, su actividad se desestabiliza, y participan de forma
ms intensa en el proceso de oxidacin lipdica del msculo (47). Se ha observado la
presencia de lipoxigenasas, un tipo de dioxigenasas, en las branquias (48) y en la piel
del pescado (49). Su actividad tiene importancia en la oxidacin de los lpidos del
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I. Introduccin
pescado fresco ya que la coccin y las operaciones de congelado/descongelado
disminuyen su actividad (11).
- Peroxidasas
Son enzimas capaces de catalizar la iniciacin de la oxidacin lipdica en presencia
de H2O2y haluros tales como ioduro o bromuro (47). Este proceso oxidativo podra ser
importante durante el procesado del pescado, pues las mieloperoxidasas se localizan en
la sangre y pueden estar en contacto con los PUFAs durante las etapas de
procesamiento.
- Enzimas microsomiales y mitocondriales
Son sistemas asociados a los microsomas y a las mitocondrias que catalizan laformacin de hierro de bajo peso molecular (LMW-Fe) y radicales libres. Estos
sistemas estn basados en la generacin de un radical superxido (O2-), a travs de
NADPH o NADH, que reduce ADP-frrico a ADP-ferroso (50).
Prooxidantes no enzimticos
- Metales de transicin
Los metales de transicin reaccionan con especies oxigenadas para dar lugar asustancias reactivas de oxgeno (ROS). Cuantitativamente, el principal metal de
transicin en el pescado es el hierro, aunque el cobre tambin puede tener cierta
contribucin en los productos pesqueros. El hierro puede encontrarse asociado a
pigmentos, protenas y metabolitos de bajo peso molecular (51).
El radical hidroxilo (OH), que est considerado como uno de los principales
iniciadores de la oxidacin lipdica en tejidos biolgicos (27), se produce
mayoritariamente por la fragmentacin del perxido de hidrgeno (H2O2). Estemecanismo es conocido como la reaccin de Haber Weiss:
+++ HOHOOOHO 2222
La reaccin es muy lenta, pero esta catalizada por el hierro. El primer paso del ciclo
cataltico implica la reduccin del in frrico a ferroso:
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I. Introduccin
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OFeOFe ++++
En segundo paso, el hierro ferroso reacciona con perxido de hidrgeno para dar
lugar al radical hidroxilo. sta es la denominada reaccin de Fenton:
++
+++ HOHOFeOHFe3
222
El hierro ferroso descompone ms eficazmente hidroperxidos que en estado
frrico (52). El Cu+tambin puede ser un activador importante de la reaccin de Fenton
en el msculo de pescado (53).
Los metales de transicin tambin pueden estimular la reaccin de los lpidosdescomponiendo hidroperxidos ya formados para generar radicales libres (35).
+++
+++ HOROMROOHMnn )1(
++++
+++ HROOMROOHMnn )1(
- Hemoprotenas
Las hemoprotenas, hemoglobina y mioglobina, son consideradas las mayores
catalizadoras de la oxidacin lipdica en especies grasas como la caballa, el jurel, el atn
o la sardina (33). La hemoglobina tiene la funcin biolgica de transportar el oxgeno
desde los rganos respiratorios hasta el msculo mientras que la mioglobina se encarga
del almacenamiento del oxgeno captndolo de la hemoglobina cuando la sangre llega al
msculo, debido a su mayor afinidad, actuando como aceptor y reserva de O2. La
hemoglobina se encuentra tanto en msculo rojo como en blanco. Sin embargo, la
mioglobina solo se encuentra en el msculo rojo, donde se localiza el metabolismoaerbico. La hemoglobina y la mioglobina estn formadas por 4 y 1 grupos hemo,
respectivamente. El grupo hemo es el grupo prosttico de la protena al cual se une el
O2, y est formado por una porfirina que posee un tomo de hierro unido a 4 tomos de
nitrgeno. Cuando una molcula de oxgeno est enlazada al hierro, la protena se
denomina oxihemoglobina y oximioglobina mientras que las molculas sin oxgeno
enlazado se denominan desoxihemoglobina y desoximioglobina, respectivamente (54).
Cuando el hierro se encuentra en estado frrico, a las protenas se las denominametahemoglobina y metamioglobina. En el msculo, la hemoglobina y la mioglobina se
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I. Introduccin
encuentran inicialmente oxigenadas, pero durante el almacenamiento y procesamiento
se oxidan y liberan el oxgeno.
Las hemoprotenas pueden promover la oxidacin lipdica en el msculo de pescado
por diversos mecanismos.
Descomponiendo hidroperxidos y generando radicales libres (55).
Actuando como fotosensibilizadores del oxgeno. En este proceso, las
hemoprotenas son excitadas tras la absorcin de la luz pasando a un estado
excitado, capaz de convertir el oxgeno triplete (3O2) a oxgeno singlete (1O2)
que se incorpora rpidamente a una molcula de PUFAs generando un
hidroperxido lipdico (56).
Las hemoprotenas contenidas en el msculo pueden autooxidarse pasando el
tomo de hierro del grupo hemo de ferroso a frrico, dando lugar a la formacin
de metahemoprotenas y alradical superxido.
+ 22 )()( OIIIHbFeOIIHbFe
Por otro lado, la metahemoglobina puede ser activada por reaccin con el H2O2
para dar lugar a la formacin de perferrilhemoglobina, radical muy inestable que
se reduce rpidamente a ferrilhemoglobina. El mismo mecanismo sigue la
metamioglobina para dar la ferrilmioglobina (57).
++
222)( OHOIIIHbFe HbFe(IV)=O )(IVHbFe =O
Las especies perferrilo son capaces de iniciar la oxidacin lipdica mediante la
abstraccin de un tomo hidrgeno a un PUFA (58). Diversos estudios sugieren
que, adems del H2O2, los hidroperxidos lipdicos estaran implicados en el
mecanismo prooxidante de la metahemoglobina (50). Las hemoprotenas pueden liberar grupo hemo que, debido a su carcter apolar,
se intercala en las membranas fosfolipdicas mediante interacciones hidrofbicas
(59). El grupo hemo puede actuar como iniciador de la oxidacin lipdica
mediante la abstraccin de tomos de hidrgeno o catalizando la
descomposicin de hidroperxidos (58), tal y como se muestra en la Figura 3.
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I. Introduccin
Figura 3: Reacciones del grupo hemo con hidroperxidos y radicales lipdicos.
- Ferritina
La ferritina, con un peso de 450kDa, es una protena encargada de almacenar hierro
en las clulas hasta que es necesitado en los procesos biosintticos de las mismas. Estehierro puede ser liberado en presencia de especies reductoras como el anin superxido,
ascorbato o grupos tioles (45). Se ha observado que la liberacin de hierro procedente
de la ferritina durante el almacenamiento de msculo de pavo puede iniciar la oxidacin
lipdica de los fosfolpidos de membrana (60).
- Riboflavinas
La riboflavina, o vitamina B2, es un fotosensibilizador que puede catalizar la
oxidacin lipdica. La riboflavina acta con los lpidos por transferencia de un electrn
o tomo de hidrgeno, para formar un radical que pueda reaccionar con el oxgeno (29).
La reaccin fotosensible no es inhibida por sustancias que rompen la cadena de
formacin de radicales libres. Adems la riboflavina tambin puede generar oxgeno
singlete, que reacciona directamente con los dobles enlaces de los PUFAs (61).
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I. Introduccin
- Ascorbato
El ascorbato es el anin del cido ascrbico que se genera a pH fisiolgico. Este
anin puede provocar la reduccin del hierro frrico a ferroso, mucho ms activo
descomponiendo hidroperxidos (52). Frecuentemente se ha asociado la actividad del
ascorbato a su concentracin, afirmando que puede ser antioxidante cuando se encuentra
a altas concentraciones y prooxidante cuando se encuentra a concentraciones reducidas
(45).
2.3.3 Antioxidantes endgenos
La alta susceptibilidad de los PUFAs a ser oxidados hace que el pescado posea una
serie de mecanismos endgenos que eviten su oxidacin excesiva. Estos compuestos
pueden ser clasificados en dos grupos. El primero est formado por compuestos queneutralizan sustancias que catalizan el inicio y la propagacin de la oxidacin lipdica,
denominados antioxidantes preventivos. El segundo grupo est formado por compuestos
que reaccionan directamente con radicales libres inhibiendo directamente la etapa de
iniciacin y propagacin y se denominan verdaderos antioxidantes.
Antioxidantes preventivos
A su vez, estos compuestos pueden clasificarse en compuestos enzimticos, como la
catalasa, superxido dismutasa, glutationa, peroxidasa o ferroxidasa, y no enzimticos
como los carotenoides, el ascorbato, el cido rico o los fosfatos.
- Superxido Dismutasa (SOD)
Las clulas se encuentran protegidas contra el dao provocado por el exceso de anin
superxido producido en las clulas aerbicas a travs de la enzima superxido
dismutasa. Esta enzima cataliza la dismutacin del anin superxido a perxido de
hidrgeno y oxgeno molecular, a travs de un in metlico que puede ser hierro, zinc ocobre.
2222 22 OHOHOSOD
+++
- Glutationa Peroxidasa
Es la enzima que cataliza la reduccin de hidroperxidos a alcoholes y de perxido de
hidrgeno a agua por oxidacin de la glutationa (GSH).
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I. Introduccin
GSSGOHROHGSHROOHPeroxidasaGlutationa
++ + 22
GSSGOHGSHOHPeroxidasaGlutationa
+ + 222 22
La glutationa oxidada (GSSG) puede ser reducida de nuevo a GSH, reaccincatalizada por la enzima glutationa reductasa y el NADPH como agente reductor.
Los hidroperxidos presentes en los fosfolpidos de las membranas son directamente
reducidos por la glutationa peroxidasa que se encuentra parcialmente unida a los lpidos
de membrana.
- Catalasa
La catalasa es una enzima situada en los peroxisomas de las clulas. Descompone el
perxido de hidrgeno por dismutacin del oxgeno en agua y oxgeno molecular. La
catalasa puede proteger a las clulas cuando el perxido de hidrgeno difunde
libremente a travs de la membrana, aunque habitualmente es degradado por la
glutationa peroxidasa.
22222 OOHOHCATALASA
+
- Ferroxidasas
Son enzimas que catalizan la oxidacin del xido ferroso a frrico en presencia de
oxgeno.
OHFeOHFe aFerroxidas 23
22 444 + ++
+++
- Fosfatos
La composicin y el nivel de fosfatos juegan un papel muy importante en la
disminucin de la oxidacin lipdica (62). Los fosfatos tienen la capacidad de quelatar
iones metlicos (63) e incrementar el pH, que disminuye la actividad prooxidante de las
hemoprotenas.
++
++ ++ NADPGSHHNADPHGSSGductasaGlutationa Re
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I. Introduccin
Dentro de los inhibidores preventivos existen otro tipo de compuestos no
enzimticos, como es el ascorbato, los carotenoides o el cido rico. El ascorbato puede
actuar como inhibidor preventivo, debido a su capacidad para quelatar metales y para
inhibir la autooxidacin de las protenas (64). Los carotenoides son los desactivadores
ms importantes del oxgeno singlete, que puede reaccionar directamente con el doble
enlace (29). El cido rico es un antioxidante soluble en agua que inhibe la oxidacin
lipdica por unirse a tomos de hierro y cobre, convirtindolos en complejos inactivos, y
por neutralizar oxidantes como los radicales hidroxilo y peroxilo o el oxgeno singlete
(29).
Verdaderos antioxidantes
Son compuestos que intervienen en la cadena de formacin de los radicales libres,convirtiendo a los hidroperxidos y a los radicales en compuestos ms estables. La
efectividad de estos antioxidantes es dependiente de sus propiedades qumicas, como las
energas de enlace, la posibilidad de formacin de distintas formas resonantes del
radical formado y la susceptibilidad a la oxidacin, que viene dada por el valor de su
potencial de reduccin.
- Tocoferol
El tocoferol es el principal antioxidante lipoflico presente en el msculo de pescado.
Su importancia se debe a que se encuentra en contacto con las membranas celulares, las
cuales son muy susceptibles a desarrollar la oxidacin lipdica. Existen cuatro ismeros
diferentes (, , , ) que se diferencian en el nmero y posicin de los grupos metilo
enlazados al anillo fenlico. El -tocoferol es el ismero mayoritario presente en los
productos marinos (65-67).
La actividad antioxidante del tocoferol se atribuye a la donacin de dos electrones,
generndose en el proceso dos especies lipdicas no radicalarias y la tocoferolquinona, a
travs del radical tocoferilo (29). El radical tocoferilo al encontrarse estabilizado por
resonancia no interviene en la generacin de nuevos radicales lipdicos (68). Otro de sus
mecanismos antioxidantes ocurre a travs de la formacin de una forma oxidada del -
tocoferol, la tocoferolquinona, la cual compite con el oxgeno por los radicales alquilo
de los cidos grasos insaturados. Esta competicin entre oxgeno y -tocoferolquinona
solo es considerable a bajas presiones de oxgeno, ya que los radicales alquilo
reaccionan ms rpido con el oxgeno.
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I. Introduccin
- Ascorbato
El ascorbato es el principal antioxidante hidrosoluble presente en el msculo de
pescado. A pH fisiolgico el cido ascrbico se encuentra en forma de anin, pudiendo
ceder dos electrones, mediante una reaccin reversible, para dar el cido
dehidroascrbico a travs del radical ascorbilo (Figura 4). El cido ascrbico es un
excelente neutralizador de radicales libres, como hidroxilo o peroxilo, en medios
acuosos.
Figura 4: Oxidacin reversible del cido ascrbico a cido dehidroascrbico
Adems, el ascorbato tambin puede actuar como antioxidante quelatando metales,
atrapando oxgeno singlete y mediante la reduccin de los hidroperxidos a alcoholes
que son ms estables y no continan las reacciones radicalarias (29).
El ascorbato es incapaz de inhibir la oxidacin lipdica cuando los radicales libres se
generan en la fase lipdica. Sin embargo, el ascorbato puede reaccionar con los radicales
tocoferoxilo generados a partir del tocoferol, y localizados cerca de la interfase lpido-
agua, regenerndolos y provocando una sinergia en la actividad antioxidante de amboscompuestos (69).
- Glutationa
El pptido -Glu-Cys-Gly se denomina glutationa. Desde el punto de vista redox, la
glutationa reducida (GSH) es capaz de ceder electrones, desde su grupo sulfidrilo (SH),
a una especie oxidada como puede ser un hidroperxido lipdico, funcionando as como
un potente agente antioxidante y rindiendo el producto oxidado (GSSH). La glutationa
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I. Introduccin
tambin interviene en las reacciones catalizadas por la glutationa peroxidasa, como
donante de electrones.
- Ubiquinol
El ubiquinol es un compuesto liposoluble que se encuentra en la cadena de transporte
de electrones de la membrana interna de la mitocondria. El ubiquinol puede ceder dos
electrones para dar lugar a su forma oxidada, la ubiquinona, a travs de un solo paso o
mediante dos etapas secuenciales con la semiubiquinona como intermediario (70). El
poder antioxidante de este compuesto est asociado a su capacidad de regenerar el
tocoferol (71, 72).
TOHQTOQH ++
La ubiquinona puede ser tambin regenerada por el ascorbato (73) o el NADH (74).
- Carotenoides
Los carotenoides son los pigmentos responsables de la coloracin de la piel y
caparazn de diversas especies de pescados y mariscos. La actividad antioxidante de los
carotenoides se basa en la desactivacin de los radicales en especies no radicalarias
(45). El -caroteno o el licopeno son carotenoides con este tipo de propiedades
antioxidantes.
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I. Introduccin
3. CAMBIOS POST-MORTEM QUE AFECTAN A LA SUSCEPTIBILIDAD
OXIDATIVA.
Despus de la muerte del pez, se producen una serie de modificaciones que afectan a
los compuestos prooxidantes y antioxidantes del msculo. Asimismo, en tejidos
musculares, durante su conservacin y almacenamiento, se modifican las
concentraciones de prooxidantes y antioxidantes, y se producen cambios que afectan a
su susceptibilidad oxidativa. En la Tabla 2se enumeran los cambios post-mortem del
msculo de pescado ms importantes en el desarrollo de la oxidacin lipdica.
En condiciones post mortem, se anulan los mecanismos de obtencin de energa de
las clulas, y ello provoca que no sea posible el mantenimiento de los gradientes de
iones en las mismas. En estas condiciones el calcio, in activador de lipasas,
fosfolipasas y proteasas, es liberado al citoplasma, y ello provoca un aumento de la
actividad hidroltica sobre los lpidos, y por tanto, de la concentracin de los cidos
grasos libres. Los cidos grasos libres muestran una susceptibilidad mayor a la
oxidacin respecto a la de los lpidos no hidrolizados (51).
La acumulacin de cido lctico, generado por el proceso de respiracin anaerobia o
gluclisis, origina la reduccin del pH del msculo durante su almacenamiento (75).
Esta modificacin post mortem del valor de pH puede resultar trascendental, ya que se
ha observado que un leve descenso del valor de pH aumenta dramticamente la
actividad prooxidante de las hemoprotenas de pescado (76). Adems, las hemoglobinas
de las distintas especies de pescado parecen caracterizarse por marcadas diferencias en
su actividad promotora de la oxidacin (77).
Imposibilidad de las clulas musculares para mantener los gradientes de calcio
Incremento de la concentracin de cidos grasos libres
Reduccin del pH
Oxidacin de las hemoproteinas
Prdida de compuestos reductores: Ascorbato, NAD(P)H, glutationa
Prdida de antioxidantes de la membrana: tocoferol, ubiquinol
Tabla 2: Resumen de los cambios postmortem del msculo de pescado que afectan al desarrollode la oxidacin lipdica
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I. Introduccin
Durante el almacenamiento del msculo se produce un consumo secuencial de las
especies antioxidantes. La prdida de las sustancias antioxidantes origina finalmente un
rpido incremento de la velocidad de la oxidacin lipdica, dndose por finalizado el
periodo de induccin de la oxidacin. Adems del balance endgeno del propio
msculo, existen varios factores que promueven o retardan la oxidacin de los lpidos.
Estos pueden ser intrnsecos, propios del tejido, o extrnsecos, procedentes del ambiente
y condiciones que rodean al alimento. Entre los factores extrnsecos est la temperatura
de almacenamiento. Un descenso de la temperatura ralentiza las reacciones de oxidacin
adems de la inmovilizacin de agentes catalticos que aceleran los cambios post
mortem. La naturaleza del cido graso y su grado de insaturacin tambin afectan a la
oxidacin de los lpidos en el pescado. A mayor grado de insaturacin, mayor es la
probabilidad de que la autooxidacin ocurra. La presencia de metales, como hierro y
cobre, ya sea proveniente de la composicin del pescado, del agua o equipos de
procesado puede acelerar la reaccin de oxidacin.
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I. Introduccin
4. MTODOS UTILIZADOS PARA EVITAR LA OXIDACIN LIPDICA EN
PESCADO.
Una de las estrategias ms importantes utilizadas para preservar la calidad lipdica en
el pescado o en productos derivados de la pesca es evitar su oxidacin. Los
procedimientos encaminados a ello pueden agruparse dependiendo del producto, que
puede ser pescado procesado o no procesado. Los mtodos ms utilizados se muestran
en la Tabla 3.
La disminucin de la temperatura de almacenamiento, adems de ralentizar y llegar a
detener el crecimiento microbiano, tambin se ha mostrado eficaz inhibiendo la
oxidacin lipdica (78). Sin embargo, la continua formacin de cidos grasos libres a
temperaturas inferiores a 0C, debido a la hidrlisis de los triglicridos por las lipasas y
de los fosfolpidos por las fosfolipasas (29) y a la mayor susceptibilidad de los cidos
grasos libres a oxidarse, provoca que la reaccin no se detenga completamente.
Adems, el almacenamiento del pescado a temperaturas ligeramente inferiores al punto
de fusin del agua provoca un ligero aumento en el desarrollo de la rancidez debido a
complejos procesos que eliminan agua circulante por cristalizacin y provocan unaumento en la concentracin de metales catalticos (29). El desarrollo de la rancidez en
pescado almacenado tambin puede ser retardado por el glaseado con una fina capa de
hielo.
El empaquetamiento es un sistema de envasado diseado para preservar pescado de
microorganismos e inhibir cambios, tanto fsicos como qumicos. Las dos aplicaciones
ms frecuentes en el empaquetado son el vaco y el uso de atmsferas modificadas. El
envasado al vaco ha demostrado aumentar el periodo de vida til del pescado, debido alretraso en la aparicin de la rancidez ocasionado por la eliminacin del O2(79). El uso
Tabla 3: Estrategias utilizadas para preservar el pescado y productos derivados de lapesca de las reacciones de deterioro.
Disminucin de la T de almacenamiento
Aplicacin de condiciones anaerobias y de atmsferas modificadas
Eliminacin de prooxidantes a travs del sangrado y el eviscerado
Lavado del pescado
Microencapsulado de los aceites de pescado en alimentos enriquecidos
Uso de aditivos antioxidantes
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I. Introduccin
de atmsferas modificadas se basa en el envasado del producto en presencia de una
mezcla de gases qumicamente poco reactivos como son el dixido de carbono (CO2) y
el nitrgeno (N2) (80). Se ha observado que es posible aumentar el periodo de vida til
del pescado almacenado bajo atmsfera modificada hasta un 30% respecto a su
almacenamiento solamente refrigerado.
El eviscerado y el desangrado son tcnicas de conservacin usadas ms
frecuentemente en la flota que no descarga su captura diariamente. Aunque la principal
finalidad del eviscerado es retrasar el crecimiento microbiano, se ha observado una
disminucin en la velocidad de hidrlisis en los triglicridos, que disminuye la
velocidad de la oxidacin lipdica debido a la eliminacin de las lipasas presentes en el
tracto digestivo (11). El desangrado es otra tcnica que comnmente acompaa al
eviscerado. Se ha observado que la eliminacin de la hemoglobina, considerada como el
mayor prooxidante presente en el pescado, incrementa el periodo de vida til del
pescado (81). El desangrado suele preceder al eviscerado, y la eficacia de ste es mayor
si se realiza cuando el pez todava est vivo.
El lavado del pescado es un procedimiento que elimina compuestos prooxidantes
presentes en el msculo como hemoprotenas o trazas de metales, aunque tambin
puede promover la disminucin de compuestos que protegen a los lpidos contra la
oxidacin, como es el cido ascrbico.
El microencapsulado es una tcnica utilizada para introducir ingredientes lquidos,
como el aceite de pescado, en alimentos. Se ha observado que el aceite de pescado
aadido a alimentos mediante microcpsulas muestra una mayor estabilidad oxidativa
que el aadido directamente (82). Los PUFAs encapsulados desarrollan ms lentamente
la oxidacin lipdica debido a que:
- Se previene el contacto del aceite con el oxgeno.
- Se previene el contacto del aceite con iones metlicos.- Se protege al aceite de la exposicin a la luz.
Aunque la microencapsulacin previene por s sola la oxidacin lipdica, la
microencapsulacin junto con antioxidantes como el tocoferol (83), el AEDT (84) o el
cido ascrbico (85), o la incorporacin de antioxidantes al recubrimiento de la
microcpsula tambin es habitual para asegurar la mxima proteccin durante el
procesado y el almacenamiento de los ingredientes bioactivos encapsulados.
El uso de compuestos antioxidantes en pescado no procesado se basa nicamente ensu aplicacin superficial debido a que es donde se produce el contacto con el oxgeno.
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I. Introduccin
En los ltimos aos se han desarrollado una gran variedad de envases que incorporan
compuestos antioxidantes capaces de ser liberados gradualmente sobre el msculo de
pescado (86). El enriquecimiento de la dieta del pescado con antioxidantes, como el
tocoferol, ha mostrado un incremento de los niveles endgenos de los mismos que
provoca una reduccin en su velocidad de oxidacin y promueve la conservacin del
pescado de pescado durante su almacenamiento (87, 88). Se ha observado que la
suplementacin de tocoferol en la dieta es ms efectiva en la inhibicin de la oxidacin
lipdica que su adicin post-mortem (89). Recientemente varios trabajos han mostrado
la eficacia de la adicin de antioxidantes en productos transformados, como productos
congelados elaborados a base de pescado picado (90), fileteado (91) o surimis (92).
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I. Introduccin
5. USO DE ANTIOXIDANTES COMO ESTRATEGIA PARA INHIBIR LA
OXIDACIN LIPDICA
Como se ha mostrado anteriormente, el uso de antioxidantes es un mecanismo
ampliamente utilizado en la conservacin del pescado y productos derivados de la
pesca. La aplicacin de estos compuestos puede ser directa, sobre el msculo y los
aceites de pescado, o indirecta, a travs de materiales utilizados en el envasado que
incorporan antioxidantes.
Para que un compuesto sea considerado antioxidante, debe de intervenir en algn
paso de la reaccin de oxidacin lipdica, ralentizando la aparicin de productos
primarios, secundarios y olores desagradables asociados a la rancidez. Al igual que se
ha mencionado en la seccin anterior, se pueden clasificar a los distintos compuestoscon capacidad antioxidante como inhibidores de la iniciacin o antioxidantes
preventivos y como inhibidores de la propagacin o verdaderos antioxidantes.
- Antioxidantes preventivos. Son compuestos capaces de inactivar molculas
inductoras de la oxidacin lipdica. Dentro de esta categora se encuentran:
Inactivadores de metales. Son compuestos que inactivan o quelatan
metales con actividad prooxidante a travs del cambio en su
potencial redox o inhibiendo las reacciones de descomposicin de
hidroperxidos catalizadas por estos iones.
Estabilizadores de hidroperxidos. Estos compuestos son
principalmente agentes reductores que convierten los
hidroperxidos en alcoholes, compuestos ms estables.
Fotoestabilizadores. Son compuestos que inhiben la oxidacin
lipdica promovida por el oxgeno singlete. Estos compuestos
actan como quenchers transformando el oxgeno singlete en
oxgeno triplete.
Regeneradores de antioxidantes. Son compuestos que actan en
general reduciendo un compuesto, que ya ha sido utilizado como
antioxidante, para que pueda seguir actuando.
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I. Introduccin
- Inhibidores de la propagacin. Son compuestos capaces de reaccionar con los
radicales lipdicos, formando compuestos ms estables, e interrumpiendo as la
etapa de propagacin.
No todos los compuestos con propiedades antioxidantes pueden ser utilizados como
aditivos. Adems de intervenir en la reaccin de la oxidacin lipdica, reaccionando
directamente con radicales lipdicos o con compuestos que puedan generar radicales
lipdicos, este tipo de compuestos deben de cumplir otra serie de requisitos:
No deben presentar ningn peligro para el consumidor en las concentraciones
usadas.
No deben alterar el sabor, textura, olor o color del alimento sobre el que se
apliquen.
Deben ser estables a cualquier proceso y/o tratamiento que se realice al
alimento.
El precio del aditivo no debe ser significativo en el precio final del producto.
En caso de degradacin del aditivo, los subproductos formados no deben ser
txicos y no deben influir en las propiedades organolpticas del alimento.
El aditivo debe ser estable y no reaccionar con compuestos presentes en el
pescado o producto pesquero, tanto a la temperatura de almacenamiento como a
la temperatura de procesado. En el caso de interaccin, los productos formados
no deben ser txicos o modificar las propiedades organolpticas del alimento.
Los compuestos susceptibles a ser utilizados como aditivos antioxidantes pueden ser
tanto de origen natural como de origen sinttico. Dentro de los compuestos de origen
sinttico pueden encontrarse aquellos que, aunque se encuentran en la naturaleza,
pueden ser sintetizados artificialmente en el laboratorio, y aquellos que no se encuentran
en la naturaleza.
5.1 Antioxidantes sintticos
- Butil-hidroxianisol (BHA)
El BHA es un antioxidante sinttico que se ha utilizado desde los aos 40 como
aditivo alimentario. Resulta muy eficaz en las grasas de fritura, ya que no se
descompone o evapora, protegiendo al producto frito. Su utilizacin est autorizada enla Unin Europea y en Estados Unidos pero no en Japn, por ejemplo. Se han
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I. Introduccin
encontrado que dosis elevadas BHA en ratas producen la proliferacin anormal de
clulas en ciertos puntos de su tubo digestivo (93). En Espaa la dosis mxima de BHA
permitida son 200 mg/kg grasa (94).
- Butil-hidroxitolueno (BHT)
Antioxidante de origen sinttico que es frecuentemente utilizado con el BHA debido
a que se han observado sinergias en el efecto de estos antioxidantes cuando se aplican
juntos. A dosis altas se ha observado que provoca hemorragias y afecta a la
reproduccin de las ratas (95).
Otro tipo de antioxidantes sintticos ampliamente utilizados son la
terbutilhidroquinona (TBHC), el palmitato de ascorbilo, los polifosfatos o el propilgalato. Aunque el propil galato usado como antioxidante es sintetizado en laboratorios,
puede obtenerse tambin de forma natural a partir de las vainas de la fruta procedente
del rbol de la tara (Caesalpina spinosa).
5.2 Antioxidantes Naturales
- Tocoferoles
Los tocoferoles son los antioxidantes naturales mayoritarios presentes en aceitesvegetales. Estos antioxidantes se han mostrado eficaces inhibiendo la oxidacin de
aceites de pescado (96). Sin embargo, en presencia de trazas de hierro o cobre el
tocoferol no inhibe efectivamente el desarrollo de la oxidacin lipdica (97). En estos
casos, una mezcla de tocoferol y AEDT consigue inhibir completamente la oxidacin
lipdica en aceites, aunque no se ha observado sinergia en el efecto antioxidante entre
ambos compuestos (98). En alimentos, la eficacia de los tocoferoles es muy baja y
exhiben mayor eficacia en sistemas emulsionados de aceite en agua que en sistemasmonofsicos. Como se ha indicado anteriormente, el enriquecimiento de la dieta del
pescado en tocoferol es mucho ms eficaz que la aplicacin del antioxidante en msculo
post-mortem, debido a que in vivoel tocoferol se encuentra situado en las membranas
biolgicas, mientras que su distribucin no es tan eficaz cuando se adiciona en el
msculo (99). La actividad antioxidante de los tocoferoles es mayor para el ismero y
va descendiendo hasta el ismero (100). La aplicacin de tocoferol junto a un 0.5% de
fosfolpidos, como fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina, provoca un importante
efecto sinrgico en la estabilizacin de aceites de pescado (101).
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I. Introduccin
- cido Ascrbico
El cido ascrbico utilizado como antioxidante es un compuesto que puede presentar
un comportamiento dual. Como se ha explicado anteriormente, en sistemas que
contienen iones metlicos y a bajas concentraciones muestra un efecto prooxidante. Se
ha observado que el ascorbato muestra un efecto antioxidante en el msculo de bacalao
cuando se emplea en concentraciones superiores de 1000 ppm, mientras que a
concentraciones inferiores a 500 ppm tiene efecto prooxidante (102). En sistemas
bifsicos de aceite de pescado y agua, la aplicacin conjunta de cido ascrbico con
tocoferol produce un efecto sinrgico (103).
- Compuestos fenlicos
Los compuestos fenlicos son estructuras qumicas formadas por un anillo aromticode benceno unido a uno o ms grupos hidroxilo. Estos compuestos se encuentran
presentes en todo el reino vegetal, siendo frecuente encontrarlos conjugados con uno o
ms residuos de azcar unidos a los grupos hidroxilo, aunque en algunos casos se
pueden producir uniones directas entre el azcar y un anillo del carbono aromtico. Los
compuestos fenlicos se pueden clasificar en funcin de su estructura qumica bsica
(104) como se puede ver en la Tabla 4. Algunas veces, pueden encontrarse unidos a
Tabla 4: Familias de compuestos fenlicosNumero de tomos de
CarbonoEsqueleto Clase
6 C6 Fenoles simples
7 C6-C1 cidos fenlicos
8 C6-C2 Acetofenonas, cido fenilActico
9 C6-C3cido hidroxicinamico,
coumarinas, isocoumarinas,poliprenos
10 C6-C4 Naftoquinonoas
13 C6-C1-C6 Xantonas
14 C6-C2-C6 Estilbenos, antroquinonas
15 C6-C3-C6 Flavonoides, isoflavonoides
18 (C6-C3)2 Lignanos, neolignanos
30 (C6-C3-C6)2 Biflavonoides
N (C6-C3)n Ligninas
(C6)n Catecolamina
(C6-C3-C6)n Taninos condensados
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I. Introduccin
cidos carboxlicos, cidos orgnicos, aminas, lpidos y otros compuestos fenlicos
(105).
Los compuestos polifenlicos constituyen uno de los grupos de antioxidantes ms
abundantes y ampliamente distribuidos, con ms de 8000 estructuras polifenlicas
conocidas (106). Son los productos del metabolismo secundario de las plantas y se
encuentran en races, tallos, troncos, hojas y frutos, donde ejercen una funcin
protectora ante la radiacin UV u otras situaciones de estrs (107).
La actividad antioxidante de los compuestos fenlicos se basa en su capacidad
secuestradora de radicales libres (scavengers), quelatante de iones metlicos y donadora
de electrones (108). Su estructura qumica es la ideal para reaccionar con los radicales
libres y formar un radical intermedio ms estable y menos reactivo, ya que la presencia
de anillos aromticos y grupos hidroxilo permite que se deslocalicen los electrones
(109).
Fenoles simples
Los fenoles simples son un grupo de compuestos que se caracterizan por la presencia
de un esqueleto fenlico: un anillo bencnico con un grupo hidroxilo. Los cidos
fenlicos simples ms abundantes en la naturaleza son derivados del cido benzoico y
del cido cinmico (Tabla 5). Los cidos fenlicos se encuentran de manera habitualconjugados, ms frecuentemente como steres que como glicsidos.
Tabla 5: Estructuras de cidos fenlicos simples encontrados en frutas y verduras.Estructura Molecular Compuestos representativos Fuentes en la dieta
cido Benzoico
OH
O
cido p-hidroxibenzoico
cido vainllico
cido sirngicocido glico
Tomate, t verde, zanahoria
Tomate, vino
T verdeFresa, zumo de uva
cido cinmico
COOH
cido p-cumrico
cido ferlico
cido cafeico
cido rosmarnico
Uva blanca, tomate, repollo
Trigo, maz, arroz
Uva blanca, olivas, caf
Pera
Uva, Pomelo
Aceite de oliva, jengibre
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I. Introduccin
Estos compuestos se han utilizado como antioxidantes de los productos pesqueros.
Se ha sugerido que el mecanismo de proteccin que ejerce el aceite de oliva en atn
enlatado es debido a que los fenoles complejos se hidrolizan durante el procesado
trmico de la conserva, y que la mayor solubilidad de los fenoles simples en fases
acuosas permite que se siten en la interfase lpido-agua, lugar donde tiene lugar la
oxidacin (110, 111). La adicin de cido cafeico a msculo de pescado se mostr muy
efectiva regenerando el tocoferol localizado en las membranas celulares. A su vez, el
cido cafeico fue eficazmente regenerado por el cido ascrbico (112). El hidroxitirosol,
el fenol simple ms abundante en aceite de oliva, inhibi eficazmente la oxidacin
lipdica en aceite de hgado de bacalao, en una emulsin de aceite de hgado de bacalao
y en msculo picado de jurel (113).
Flavonoides
La familia de compuestos polifenlicos ms comn es la del grupo de los
flavonoides, de la que se conocen ms de 5000 estructuras diferentes (114). Los
flavonoides son polifenoles de bajo peso molecular formados por la combinacin de
derivados de fenilalanina y el cido actico. En la figura 5 se observa la estructura
comn de un flavonoide, caracterizada por tener un esqueleto difenilpropano (C6-C3-C6)
formado por 3 anillos conocidos como A, B y C.
Figura 5: Estructura comn de un flavonoide
Las diferencias entre los diversos grupos de flavonoides se establecen por el grado de
aromaticidad (dobles enlaces conjugados), el patrn de hidroxilacin (orden y nmero)
o el tipo de sustituciones (glicosilacin, metilacin.). Las molculas de flavonoides
no unidas a un glcido se conocen como agliconas, mientras que las formas glicosiladas
se llaman glicsidos. Las variaciones estructurales en los anillos permiten subdividir a
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I. Introduccin
los flavonoides en 6 subclases: flavonoles, flavonas, flavanonas, isoflavonas, flavanoles
y antocianidinas.
Tabla 6: Estructuras de flavonoides encontradas en frutas y verduras.
Estructura Molecular Compuestos representativos Fuentes en la dieta
Flavanonas
O
OOH
HO
Naringenina
Naringina
Taxifolina
Ctricos
Piel de ctricos
Ctricos
Isoflavonas
O
O
GenisteinaGenistina
Haba de sojaHaba de soja
Flavanoles
O
OH
OH
HO
Epicatequina
Catequina
Catequin Galato
Galocatequina
EpigalocatequinaGalocatequin Galato
T verde, T negro, vino
tinto
Antocianidinas
+
O
Apigenidina
Cianidina
Malvidina
Frutas coloreadas
Cerezas, frambuesas, fresa
Uva, vino tinto
Flavonas
O
OH
HO
O
Apigenina
Luteolina
Apio, perejil
Oliva, cereales
Flavonoles
O
OH
HO
O
OH
Quercitina
Miricetina
Kaemferol
Rutina
Hesperidina
Cebolla, lechuga, fresa, t
Uvas, arndanos
Endivia, brcoli, uva
Vino tinto, piel tomate
Naranja
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I. Introduccin
Efectos prooxidantes de los flavonoides
Las mismas propiedades que caracterizan la actividad antioxidante de los flavonoides
tambin provocan que puedan presentar efectos prooxidantes, lo que puede implicar un
cierto potencial txico (115). Los mecanismos en los que se basa este efecto son la
formacin de un aroxilo lbil o de un complejo flavonoide-redox lbil (116). Estos
meca