Huella dactilar de trigo argentino : evaluación de la trazabilidad química y las características antioxidantes de trigo, harina y derivados

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2015El objetivo principal de la presente tesis consiste en contribuir al estudio y la valoración comercial y nutricional del trigo argentino, mediante la evaluación de sus perfiles químicos característicos y sus propiedades antioxidantes. En una primera parte, se planteó encontrar modelos que permitieran asegurar el origen de trigos argentinos (trazabilidad química) mediante la evaluación del perfil multielemental y el patrón isotópico del mismo. Se analizaron 80 muestras de trigo, 130 de suelo y 120 de agua, provenientes de tres regiones (Buenos Aires, Córdoba y Entre Ríos). La composición multi-elemental fue establecida por ICP-MS, 13C y 15N se midieron por espectrometría de masas de isótopos estables, y la relación 87Sr/86Sr fue determinada usando un espectrómetro de masas de ionización térmica (TIMS). El estudio de 36 variables (Al, B, Ba, Ca, Cd, Ce, Co, Cs, Cu, Eu, Ga, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Mo, Na, Nd, Ni, Pb, Rb, Se, Sm, Sr, Tl, U, V, Yb, Zn, K/Rb, Ca/Sr, 13C, 15N y 87Sr/86Sr), a través de métodos estadísticos multivariados (análisis de conglomerados, análisis de componentes principales y análisis discriminante) demostró que es posible la discriminación geográfica de las muestras de suelo, agua y trigo, siendo las variables más importantes para dicha diferenciación: K/Rb, Ca/Sr, Ba, 87Sr/86Sr, Co, Mo, Zn, Mn, Eu, δ13C y Na. La variabilidad de muestras de trigo procedentes de distintas regiones geográficas se debe a la absorción de minerales del suelo donde se cultiva y el agua con que se irriga. El análisis de procrustes generalizado (APG) mostró 99,2 % de consenso entre muestras de suelo, agua y trigo provenientes de la misma región, mientras que el análisis de correlación canónica (ACC) demostró una correlación significativa entre los perfiles elementales e isotópicos de trigo y los correspondientes a suelo y agua (r2 = 0,97, p < 0,001 y r2 = 0,96, p < 0,001, respectivamente). Estos resultados demuestran que la composición multi-elemental e isotópica del trigo se relaciona directamente con las características del suelo y del agua de riego del sitio de crecimiento, por lo que estos parámetros podrían ser utilizados para trazar el origen del mismo, repercutiendo en mejoras en el acceso a los mercados así como en el rendimiento económico de este producto. Respecto a la valoración nutricional del trigo, el estudio se orientó hacia la identificación de aquellos genotipos con mayor capacidad antioxidante (CA), para lo cual se estudió el contenido de polifenoles totales (PT); el perfil de compuestos polifenólicos por HPLC-DAD-ESI-QTOF; y la capacidad antioxidante (CA), determinada por métodos in vitro (TEAC y FRAP) e in vivo (S. cerevisiae), tanto en la fracción libre (FL) como en la fracción unida (FU) de extractos de trigo argentino. Se utilizaron 12 variedades de trigos (ACA 303, ACA 315, ACA 320, ACA 903 B, BUCK 75 ANIVERSARIO, Cronox, BIOINTA 3004, BAGUETTE PREMIUM 11, LE 2330, KLEIN CAPRICORNIO, KLEIN GUERRERO y KLEIN YARARÁ), procedentes de 4 zonas delimitadas por el INTA (SUB I, SUB IIN, SUB IV y SUB VN), durante dos años de producción (2009 y 2010). En cuanto al contenido de PT, las variedades ACA 303, ACA 315, ACA 320 y ACA 903 B presentaron los valores más altos. El estudio del perfil de polifenoles permitió identificar 25 compuestos, siendo los ácidos diferúlico (ADF) y los compuestos: ácido 2-hidroxi-3-O-β-D-glucopiranosilbenzoico, pcoumaroil- feruloilputrescina, glucósido de ácido hidroxibenzoico, 6-C-glucosil-8-Carabinosil- apigenina, ácido trans-ferúlico y ácido cis-ferúlico, los más importantes para la discriminación entre diferentes variedades de trigo. Las variedades ACA 315 y KLEIN GUERRERO mostraron los valores más altos de ADF, mientras que LE 2330, KLEIN CAPRICORNIO y BIOINTA 3004 mostraron los valores más bajos. La determinación de la CA in vitro también mostró diferencias significativas entre las variedades de trigo analizadas, siendo la variedad ACA 315 la que presentó los valores más altos de CA, y las variedades BIOINTA 3004 y KLEIN CAPRICORNIO las que mostraron los valores más bajos. No obstante, en el estudio de la CA in vivo, fue la variedad BIOINTA 3004 la que mostró valores más altos, pese a tener menores cantidades de compuestos polifenólicos. A través del análisis de correlación canónica (ACC) y de boosted regression trees (BRT), se estudió la influencia del perfil de compuestos polifenólicos sobre la CA evaluada a través de TEAC, FRAP y % de sobrevida, encontrando que los compuestos más importantes para explicar los resultados son: ácido 2-hidroxi-3-O-β-Dglucopiranosilbenzoico, diglucósido de ácido hidroxibenzoico, crisoeriol-6,8-di-C-pentosido, ácido trans-ferúlico, derivado de ác. ferúlico, ácido cis-ferúlico y los isómeros 1, 4, 5, 9 y 10 de ADF. Conjuntamente, se buscó determinar el efecto de la elaboración y posterior cocción de fideos integrales secos a partir de harina integral, sobre el contenido de PT, el perfil de compuestos polifenólicos y la CA. Los resultados obtenidos mostraron que en las etapas de amasado, laminado y secado, se produce una disminución de la CA y de los compuestos polifenólicos, tanto en la FL como en la FU, mientras que la cocción de la pasta produce un aumento de la CA y de los polifenoles individuales con respecto a harina, mejorando su disponibilidad, particularmente de aquellos derivados de ácido ferúlico asociados a la FU. Finalmente, se planteó realizar una aproximación al modo en que los antioxidantes presentes en un alimento procesado ejercen su efecto sobre el organismo humano. Para ello se estudió la estabilidad de los compuestos antioxidantes de fideos integrales cocidos, utilizando un modelo experimental in vitro simulando la digestión gastrointestinal humana y posterior absorción a través de una membrana de diálisis. Los resultados obtenidos mostraron que 5 de los 12 compuestos cuantificados en la FL de fideos cocidos (diglucósido de ácido hidroxibenzoico, glucósido de ácido hidroxibenzoico, triptófano, isómero 6 de ADF y ácido trans-ferúlico), atravesaron la membrana de diálisis, sugiriendo que podrían estar disponibles para ser absorbidos por el intestino delgado. Por el contrario, el resto de los compuestos polifenólicos, particularmente los encontrados en la FU, no lograron atravesar la membrana. Esta fracción de polifenoles unidos mostró una mayor CA in vitro que aquellos capaces de atravesar la membrana de diálisis, sugiriendo que podrían tener algún tipo de función en el colon. En su conjunto, los resultados obtenidos permiten concluir que el estudio del perfil elemental e isotópico, junto con el análisis de estadística multivariada, conforman una herramienta útil para verificar la autenticidad y el origen geográfico de trigo, reforzando el concepto de trazabilidad química, presuponiendo un aporte interesante para su comercialización. Por otro lado, se demuestra el valor nutricional del trigo como fuente de compuestos antioxidantes, señalando la necesidad de conocer la composición cualicuantitativa de los componentes que contribuyen a la capacidad antioxidante.Podio, Natalia Soledad. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Wunderlin, Daniel Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentina.Baroni, María Veronica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba; Argentina.Ortiz, Patricia Ines. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de FísicoQuímica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba; Argentina.Kivatinitz, Silvia Clara. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; Argentina.Nazareno, Mónica Azucena. Universidad Nacional de Santiago del Estero Facultad de Agronomía y Agroindustrias; Argentina