Potencial de recuperación de aceite a partir de pulpa de asaí (Euterpe olerácea Mart.) producido en el pacífico colombiano

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Potencial de recuperación de aceite a partir de pulpa de asaí

(Euterpe olerácea Mart.) producido en el pacífico colombiano

Ligia Inés Rodríguez P

1

. Lorena Hasbleidy Ramírez

2

1

. Facultad de Ciencias Naturales e Ingeniería, departamento de Ingeniería, 2_{. Ingeniería de Alimentos.}

Fundación Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano. [email protected]

RESUMEN

La palmera de asaí, (Euterpe oleracea) es una palmera nativa del norte de Sudamérica, que actualmente se aprovecha en el pacifico colombiano para la producción de palmito, sin embargo se reconoce también por su nutritivo futo. El objetivo de este estudio fue determinar el potencial de recuperación de aceite, el perfil ácidos grasos, el contenido de taninos, polifenoles, antocianinas, la capacidad antioxidante y el color de la pulpa del asaí, colectada en el pacífico colombiano. Para el análisis proximal se utilizaron métodos oficiales, los polifenoles, taninos y antocianinas se determinaron por espectrofotometría y la actividad antioxidante se midió por el método de reducción de hierro (FRAP). Los resultados expresados en base seca indicaron que el asaí tiene un alto contenido de lípidos de 49,4%, proteínas 9,3%, cenizas 2,2%, y fibra dietaría total de 20,0%. Es importante destacar que más del 60% de los ácidos grasos corresponden a ácido oléico, el contenido de polifenoles fue de 3,06 g/100 g; taninos de 1,45 g/100 g; antocianinas 1,80 g/100 g y la capacidad antioxidante fue de 787. 37 μMol/L de Trolox. Se concluye que el asaí recolectado en el pacífico colombiano tiene un alto valor nutricional y contiene compuestos antioxidantes valiosos que lo hacen un material promisorio para su comercialización y así aprovechar al máximo sus propiedades.

Palabras clave: Asaí, Capacidad antioxidante, antocianinas, taninos, polifenoles, Euterpe Oleracea

Abstract

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showed that on a dried basis the asai fruit has a high level of lipids (49.4%), protein 9.3%, proteins, 2.2% ash and the dietary fiber reaches a 20% level. It is important to underline that the oleic acid represents more than 60% of the fatty acids. Polyphenol content was 3.6/100 g; tannin level was 1.45 g/100g; and anthocyanins content was 1.80 g/100g. The antioxidant capacity was 787.9 μMol/L of Trolox. Thus, it is concluded that the asai fruit of the Colombian pacific has a high nutritional value and contains useful antioxidant substances which makes it a promising raw material for its commercialization taking advantage of their nutritional properties.

Key words. Asai, antioxidant capacity, anthocyanins, polyphenols, Euterpe Oleracea

I. Introducción

La Euterpe oleracea Mart. y Euterpe precatoria Mart., son las principales especies de una palma silvestre conocida como palma açaí, Euterpe oleraceaes de tallos múltiples y crece en las tierras bajas de bosques húmedos mientras que la Euterpe precatoria solo tiene un tallo y crece en zonas no inundables. Los frutos de ambas especies se caracterizan por una sola semilla que constituye el 80% del volumen total (Pacheco et al. 2008). En Colombia se conoce como palma naidí, donde la mayor extensión de esta especie se encuentra localizada en el sur de la costa pacífica desde el Chocó hasta Nariño (Valderrma et al. 2011). Se reporta que Colombia cuenta aproximadamente con 100 mil hectáreas de palma naidí, de las cuales se exporta palmito con destino a países como Francia, Estados Unidos y Holanda (Galeano et al. 2009).

Desde el punto de vista socio-económico, la población del pacífico colombiano aprovecha esta palma

silvestre casi en su totalidad: la planta por sí sola se usa como artesanía, sus frutos son comestibles y se consumen en jugos, helados y dulces, además se usan en la producción de alcohol y tinturas; con las hojas se fabrican techos, fibras, celulosa, concentrado animal y abono orgánico; el tallo se utiliza en la construcción o como leña y de él se extrae el palmito, un producto alimenticio cuyas exportaciones entre el 2004 y 2009 registraron ingresos por un valor aproximado de US$ 4 millones y cuya producción genera 110 empleos directos y 450 indirectos en Colombia (Nacional 2011).

Desde el punto de vista nutricional, la fruta naidí posee un alto contenido de flavonoides lo cual la clasifica como un alimento funcional por sus propiedades antioxidantes y anti-radicales (Coïsson et al. 2005) ya que estos componentes pueden llegar a anular los daños causados por los radicales libres en las células, disminuyendo el riesgo de contraer enfermedades cardiacas, neurológicas y cancerígenas.

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naidí se han enfocado en el

aprovechamiento de la pulpa, la cual solo constituye un 20% del total del fruto y muy pocas al estudio sobre la semilla que representa el 80%. Por esta razón, se considera importante estudiar el potencial uso de esta semilla como materia prima en la obtención de compuestos funcionales.

El objetivo principal de este trabajo es la determinación del potencial de recuperación de aceites y oleorresinas con capacidad antioxidante a partir de la pulpa y la semilla del fruto de naidí.

II. Metodología

2.1 Acondicionamiento de materia prima

La pulpa y la semilla del fruto naidí se adquirió a través de la empresa Selva Nevada proveniente de los departamentos de Nariño. La semilla se sometió a un proceso de molienda y tamizaje donde se seleccionó la fracción de finos con un diámetro medio de partícula inferior a 500 µm hasta 125 µm en los tamices norma ASTM E-11/95, mientras que la pulpa se homogenizó en una licuadora. La pulpa y la semilla se secaron a una temperatura de 80 °C por 24 horas hasta alcanzar una humedad del 3%, se tomaron muestras de 5 gramos las cuales fueron empacadas en aluminio y selladas posteriormente.

2.2. Análisis proximal

Las muestras de Naidí se analizaron para porcentaje de cenizas, humedad, proteínas, cuantificación de extraíbles en hexano, índice de yodo e índice de refracción de acuerdo con los métodos estándar de la AOAC (2000).

2.3. Extracción de oleorresinas de semilla

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Tabla 1. Diseño experimental tipo Box-Behnken

Factores experimentales Variable de respuesta

FHx T Rs %Rc

0,5 20 50 1,383

0,5 60 100 4,322

0,5 60 50 2,161

0,5 20 100 1,575

1 40 100 4,706

1 60 75 3,400

1 40 50 2,000

1 20 75 1,400

0 20 75 6,600

0 60 75 34,200

0 40 100 23,200

0 40 50 16,400

0,5 40 75 2,761

0,5 40 75 2,751

0,5 40 75 3,143

0,5 40 75 2,783

FHX: fracción hexano en isopropanol

T: temperatura

Rs:

Relación disolvente-masa

%Rc: Porcentaje de

recuperación

Para la normalización de los factores experimentales se utilizaron las siguientes ecuaciones:

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Donde FHx es la fracción de hexano en isopropanol, T es la temperatura centígrados en grados Celsius y Rs es la relación masa: disolvente.

Las muestras de semilla de Naidí se dejaron en contacto por un tiempo de 24 horas con hexano, isopropanol y una mezcla de los mismos a diferentes temperaturas según el diseño experimental. Se recuperó el extracto de oleorresina mediante el uso de un evaporador rotativo al vacío a 40 °C (Büchi, Suiza).

La variable de respuesta y

(Rendimiento de extracción) se correlacionó con las variables normalizadas utilizando un polinomio de segundo grado de la forma:

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Donde: a0 es el intercepto; los

coeficientes lineales son a1, a2, a3; los factores que representan la interacción entre las variables son a4, a5 y a6; mientras que a7, a8 y a9 son los coeficientes cuadráticos. Únicamente para efectos de análisis, se consideraron los coeficientes cuyo valor absoluto fue mayor al error estándar calculado. Bajo estas condiciones se determinó el efecto de los factores experimentales sobre la variable de respuesta.

2.4. Extracción de aceite de la pulpa de naidí

Para determinar la fracción de aceite en la pulpa seca se realizaron cuatro extracciones con hexano en diferentes relaciones de masa Pulpa/Disolvente (1:3, 1:6, 1:10 1:20). Se utilizó un software de simulación del proceso de extracción sólido-líquido para establecer los datos del equilibrio ternario (Fito et al. 2011).

2.5. Capacidad antioxidante por el método FRAP

Para determinar el potencial funcional tanto de los extractos oleosos como de las oleorresinas obtenidas en la fase de evaluación del potencial de recuperación, se utilizó una metodología genérica de actividad antioxidante. El ensayo FRAP (ferric reducing antioxidant power), se basa en la capacidad de los compuestos antioxidantes de reducir moléculas de Fe (III) a Fe (II) (Benzie et al. 1996), el cual forma un complejo azul con tripidiltriazina (TPTZ) que puede ser monitoreado por absorbancia a 595 nm. De este modo el poder antioxidante total se mide en equivalentes de Fe (II)

formados como resultado de la actividad reductora de la sustancia a analizar o puede ser expresado como milimoles de un compuesto antioxidante patrón denominado Trolox. (Pastor et al. 2005).

2.6. Determinación de ácidos grasos por cromatografía de gases

La cuantificación de la composición de ácidos grasos tanto de la fracción oleosa de la semilla como de la pulpa fue realizada por cromatografía de gases, con un cromatógrafo SHIMADZU GC 20-14, equipado con un detector FID y una columna BP20. A partir de los derivados metilados obtenidos por esterificación usando BF3-HeOH (NMX-F-490 1987).

La condiciones de la corrida fueron: temperatura de inyector 250 °C, temperatura final de la columna 240 °C alcanzada mediante 3 rampas de 20 °C/min, 3 °C/min y 6 °C/min, con un tiempo total de corrida de 55 min, usando Helio como gas de arrastre a un flujo de 23,8 mL/min.

Se usó para determinar los tiempos de retención un patrón FAME mix C8-C24 Supelco. Los resultados se expresan como la composición porcentual relativa de los diferentes ácidos grasos identificados.

III. Resultados y análisis

3.1. Análisis proximal

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En las tablas 2,3, y 4 se pueden

observar los resultados de la exploración del potencial de recuperación de aceite

tanto en semilla como en pulpa, al igual que el contenido de proteína, cenizas y humedad.

Tabla 2. Caracterización fisicoquímica de semilla Euterpe precatoria

Análisis Media Desviación estándar

% Humedad 17,114 0,039

% Cenizas 6,068 0,997

% Extraíbles en hexano (Base seca) 4,01 0,78

% Proteína (Base seca) 0,5 0,006

Tabla 3. Caracterización fisicoquímica de semilla Euterpe oleracea

Análisis Media Desviación estándar

% Humedad 16,617 0,114

% Cenizas 3,490 0,773

% Extraíbles en hexano (Base seca) 3,675 0,067

% Proteína (Base seca) 0,530 0,08

Tabla 4. Caracterización fisicoquímica de Pulpa de Euterpe oleracea

Análisis Media Desviación

% Humedad 68.4 1.1

% Cenizas 2.2 0,065

% Extraíbles en hexano (Base seca) 45.95 2.2

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Los resultados obtenidos para la

pulpa coinciden con otros estudios realizados en Brasil y en Venezuela para el material vegetal Euterpe oleracea M.(Silva et al. 2007), (Neida et al. 2007). Los resultados indican que la semilla no es un material oleaginoso, y que el potencial de recuperación de aceite está dado en la pulpa. Sin embargo la semilla contiene importantes cantidades de compuestos antioxidantes que fueron recuperados en la oleorresina particularmente en los extractos alcohólicos.

3.2. Extracción de oleorresinas de la semilla

En la tabla 5, se observan los resultados experimentales de la aplicación del diseño en donde se destaca que la mayor recuperación de oleorresina está dada para las extracciones con isopropanol, este es un disolvente polar que está arrastrando probablemente los compuestos polifenólicos presentes en la semilla.

Tabla 5. Resultados porcentaje de recuperación

Factores experimentales

Variable de respuesta

Disolvente

Temperatura (°C)

Relación

semilla-solvente %Recuperación

Hexano-isopropanol 20 1:50 1,38

Hexano 40 1:100 4,70

Hexano 60 1:75 3,40

Hexano 40 1:50 2,00

Hexano 20 1:75 1,40

Isopropanol 20 1:75 6,60

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El análisis de los resultados

obtenidos por la aplicación del diseño experimental permite describir la superficie de respuesta que se muestra en la figura 1. Sin embargo a pesar que el modelo muestra un R2 de 0.93 la evaluación completa indica que la falta

de ajuste es significativa, como se puede ver en la Tabla 6. Para mejorar la normalidad de los resultados se recurrió a una transformación de la variable de respuesta a su forma logarítmica (Montgomery 2007), obteniendo mejores resultados tanto para el error estimado como para la bondad del ajuste.

Tabla 6. Comparación entre el modelo transformado y sin transformar

Polinomio R2 Valor-P Falta de ajuste

sin transformación 0,931 0,002 8,30E-03 con transformación 0,987 9,03E-03 0,02892

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La solución de la ecuación de

optimización derivada de esta transformación (Ecuación 5) indica un máximo de recuperación de 38.26% con

una relación de masa de 1:75, a una temperatura de 60 °C y usando 100% de isopropanol.

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En la Tabla 7, se puede observar las diferencias entre el coeficiente estimado y el error estadístico, considerando como significativos aquellos cuyo valor es superior a 0,01 es decir un nivel de significancia de 1%. Este análisis permite seleccionar las variables tanto en la parte

lineal como en las interacciones y en este sentido se determinó que la variable que corresponde a la expresión cuadrática de la relación másica disolvente-soluto no presenta mayor influencia sobre la variable de respuesta.

Tabla 7. Coeficientes del modelo de segundo orden

Variable Coeficiente estimado

Error estadístico Abs|coef.estimado-error estadistico|

Intercepto 1,025 0,074 0,951

x1 -0,945 0,058 0,887

x2 0,499 0,058 0,440

x3 0,253 0,058 0,195

x1:x2 -0,189 0,082 0,107

x1:x3 0,127 0,082 0,045

x2:x3 0,141 0,082 0,058

x1^2 1,006 0,080 0,926

x2^2 -0,286 0,080 0,206

x3^2 0,015 0,080 -0,066

3.3. Extracción de aceite de la pulpa naidí

En la tabla 8 se pueden ver los resultados de extracción de aceite de la pulpa para las diferentes relaciones de masa, los resultado se alimentaron en el software Extras de la Universidad

Politécnica de Valencia, obteniendo datos de composición del extracto cercanos a los datos obtenidos experimentalmente.

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un valor de 0.66. Un ejemplo de equilibrio se puede apreciar en la Ilustración 1.

Tabla 8. Porcentaje de recuperación de aceite

Relación másica % Recuperación aceite Xea modelo Xe experimental

01:03 30 0,145 0,148

01:06 42 0,078 0,08

01:10 43 0,048 0,049

01:20 48 0,025 0,025

a: Porcentaje de aceite en el extracto

Ilustración 1. Diagrama de equilibrio ternario para la relación de masa 1:3

Los resultados de recuperación muestran que relaciones de masa superiores a 1:10 no representan una mejora significativa en la cantidad de aceite recuperado y si implica mayor cantidad de solvente a evaporar.

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3.3 Capacidad antioxidante de los

extractos

En la tabla 9, se observan los datos comparativos de la actividad antioxidante tanto de la semilla como de la pulpa en extractos obtenidos con disolventes de diferente polaridad, se debe destacar que según otros estudios el 90% del total de la capacidad antioxidante está dada por la presencia de antocianinas. Estos

estudios reportan una actividad antioxidante de 87.4 en µM Trolox/g de extracto para el fruto. Los datos obtenidos en este estudio son superiores a los valores reportados para esta fruta, la presencia de estos metabolitos secundarios se asocia a factores no solo de la variedad genética sino también a las condiciones ambientales del cultivo (Pacheco et al. 2008)

Tabla 9. Actividad antioxidante

Material

Actividad antioxidante promedio

en µM Trolox/g de extracto Desviación

Pulpa 116 1,4

Oleorresina isopropanol 199 1,31

Aceite semilla hexano 52 5,95

Aceite pulpa hexano 1,88 0,28

Los valores para la pulpa pueden ser comparables a los reportados en frutos rojos tales como fresas, moras o arándanos los cuales se reconocen como fuente importante de compuestos antioxidantes (García et al. 2002)

3.4. Composición de ácidos grasos

Para la caracterización del tipo de aceite obtenido tanto de la semilla como de la pulpa se evaluaron los perfiles de ácidos grasos, en la tabla 10 se pueden ver estos resultados. El aceite de semilla

es rico es ácidos grasos de cadena corta 49.77% C8 y C16) y un 43.57% de ácidos grasos insaturados.

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Tabla 10. Composición de ácidos grasos de los semilla y pulpa naidí

Ácidos grasos (%) Aceite semilla* Aceite pulpa* Aceite de Oliva**

caprílico 0.09 - -

cáprico 0,17 - -

láurico 9,62 - -

mirístico 24,25 - -

palmítico 15,90 25 9

palmitoleico 0,25 5 0,6

esteárico 3,91 - 2,7

Oleico 24,45 55 80,3

linoleico 19,12 14 6,3

linolénico 0,46 1 0,7

Araquidíco 0,51 0,2 0,4

behénico 0,80 - -

lignocerico 0,48 - -

INDICE DE YODO 78.9 68.61 82

*datos experimentales ** O’Brien,R., 2004

Los datos obtenidos son ligeramente inferiores a los reportados por Silva et al. en 2007. Los valores de índice de yodo son altos si se comparan con los valores de yodo de aceite obtenido a partir de otras palmas como la africana (Elaeis

guinensis) con un valor de 53 y resulta más parecido a lo reportado para aceites como el de oliva (O’Brien 2004). En las ilustraciones 2 y 3 se pueden ver los cromatográmas tanto de aceite de semilla como de aceite de pulpa .

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Ilustración 3. Perfil ácidos grasos aceite pulpa naidí

IV. Conclusiones

El análisis proximal tanto de la semilla como de la pulpa muestra un contenido pobre de proteína, pero una vez desengrasado el material éste valor podría subir al 18% calificándola para su uso en la alimentación animal.

El fruto de naidí resulta un material promisorio para la recuperación de aceite con un contenido importante si se considera como material global (Pulpa y semillas) superior al 20% si se considera solamente la pulpa esta valor se eleva al 50%.

Los extractos alcohólicos obtenidos a partir tanto de la fruta como de la pulpa presentan muy elevadas actividades antioxidantes, atribuibles a la cantidad de antocianinas presentes que son solubles en solventes polares.

El equilibrio ternario de la extracción por lixiviación de aceite a partir de la

pulpa muestra una relación disolvente/ inertes constante con un valor de 0.66

El perfil de ácidos grasos del aceite extraído tanto de la pulpa como de la semilla de la palma naidí lo clasifica como un aceite comestible especial por el alto contenido de ácidos grasos mono y poliinsaturados, que se reconocen como beneficiosos para la salud por la reducción del riesgo cardiovascular.

V- Referencias

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