mecanismos implicados en la accion antioxidante de polifenoles naturales en productos de la pesca y...

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


15/247

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

7


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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

8


24/247

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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25/247

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

10


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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

11


27/247

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.

12


28/247

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).

13


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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

14


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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:

16


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I. Introduccin

22

23

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).

20


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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

21


37/247

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.

22


38/247

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

23


39/247

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.

24


40/247

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

25


41/247

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

mecanismos implicados en la accion antioxidante de polifenoles naturales en productos de la pesca y...

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