Download Murtilla (Ugni molinae Turcz.): frutos con características

Seminario Internacional
“Recursos Genéticos Para la Alimentación y Agricultura del Futuro en el Contexto de Cambio Climático”
“Murtilla (Ugni molinae Turcz.) y açaí (Euterpe oleracea
Mart.): recursos nativos para alimentos funcionales o
productos con propiedades saludables”
Dr. Erick Scheuermann S.
Departamento de Ingeniería Química
Facultad de Ingeniería y Ciencias
Universidad de La Frontera
10 de Diciembre de 2015
Murtilla (Ugni molinae Turcz.): frutos con
características antioxidantes para la
industria de alimentos
1
Frutos de murtilla (Ugni molinae Turcz.): silvestre
Frutos de murtilla (Ugni molinae Turcz.): murta o mutilla
2
Frutos de murtilla (Ugni molinae Turcz.): usos tradicionales
Captura de compuestos volátiles
por Porapak Q
3
Frutos de murtilla (Ugni molinae Turcz): aroma
El olor típico de la murtilla podría ser descrito como una mezcla de notas frutales,
dulces y florales.
Murtilla (Ugni molinae Turcz): domesticación
Silvestre
Cultivado -
Exportación
Cultivado
4
Frutos de murtilla (Ugni molinae Turcz): domesticación
Instituto de Investigaciones Agropecuarias
Centro Regional Carillanca
Se colectaron 100 accesiones de
Ugni molinae Turcz, en 36 sitios.
(Seguel et al., Agro Sur 28: 32-41, 2000)
Murtilla (Ugni molinae Turcz): domesticación
5
Murtilla (Ugni molinae Turcz): variedades registradas y patentadas
Frutos de murtilla (Ugni molinae Turcz): cultivados y trazabilidad
6
Frutos de murtilla (Ugni molinae Turcz): envasado y refrigeración
(Scheuermann et al., 2014)
Bolsa de polietileno de baja densidad (PEBD).
Variedad Red Pearl INIA
7
Polifenoles y actividad antioxidante de frutos de murtilla
Año
2006
14-4, 17-2, 19-1
Genotipo
Polifenoles totales
(mg / 100g peso fresco)
Antocianinas
(mg / 100g peso fresco)
EC50%
(mg/L)
14-4
269,8 ± 41,1
0,65 ± 0,22
73,5 ± 7,5
17-2
227,3 ± 61,8
n.d.
74,9 ± 11,6
19-1
294,9 ± 42,0
0,54 ± 0,15
89,4 ± 12,9
Polifenoles
Mora, frambuesa y frutilla de diversos cultivares y grados de madurez: de 204 a 326, de 57 a 338
y de 91 a 278 mg / 100 g de fruta fresca (Wang y Lin, 2000).
Mora (Rubus fruticosus L.) y frambuesa (Rubus idaeus L.) : 140,6 a 351,7 mg / 100 g de fruta
fresca (Benvenuti et al., 2004).
Polifenoles y actividad antioxidante de frutos de murtilla
Localización
o sector
Relación solvente
(%etanol/%agua)
Sólidos
solubles (%)
Contenido de
polifenoles totales
(mg GAE/L)
Actividad
antioxidante
(mg TE/L)
Cordillera de
los Andes
50/50
9,3 ± 0,3
4037 ± 10 a
5801 ± 30 a
Valle central
50/50
9,2 ± 0,6
3823 ± 13 b
3025 ± 15 c
Costero
50/50
9,2 ± 0,7
3210 ± 13 c
4137 ± 23 b
8
Polifenoles y actividad antioxidante de frutos de murtilla
Localización
(Shene et al., Eur Food Res Technol 228: 467-475, 2009)
9
Polifenoles y actividad antioxidante de frutos de murtilla
(Alfaro et al., 2013)
10
Antocianinas y actividad antioxidante de frutos de murtilla
(Junqueira-Gonçalves et al., 2015)
11
Polifenoles y actividad antioxidante de frutos de murtilla
COMPARACIONES
Murtilla
Ugni molinae Turcz.
Maqui
Aristotelia chilensis (Mol.)
Stuntz (Elaeocarpaceae)
Calafate
Berberis microphylla
Arándano
Vaccinium corymbosum
Polifenoles y actividad antioxidante de frutos de murtilla
Fruta
Antocianinas
(μmol/g p.f.)
Flavonoles
(μmol/g p.f.)
Contenido de
polifenoles totales
(Índice de FolinCiocalteu)
Actividad
antioxidante
(Trolox equivalente,
μmol/g p.f.)
Calafate
17,81 ± 0,98 a
0,16 ± 0,01 a
87 ± 9 a
74,5 ± 15,9 a
Maqui
17,88 ± 1,15 a
0,12 ± 0,01 a
97 ± 10 a
88,1 ± 21,5 a
Murtilla
0,21 ± 1,08 b
0,29 ± 0,01 b
32 ± 4 b
11,7 ± 2,3 b
Arándano
2,53 ± 0,16
0,12 ± 0,01
17 ± 1
14,5 ± 0,59
Diferencias significativas (α < 0,05) por ANOVA
(Ruiz et al., J. Agric. Food Chem. 58: 6081–6089, 2010)
12
Polifenoles y actividad antioxidante de frutos de murtilla
(Arancibia-Avila et al., Food Research International 44: 2054–2062, 2011)
Antioxidantes polifenólicos
(USDA, 2010)
(INTA, 2011)
13
Antioxidantes polifenólicos
Polifenoles totales
(mg AGE/100g p.f.)
Fruta
USDA, 2010
INTA, 2011
ORAC
(μmolTE/100g p.f.)
USDA, 2010
INTA, 2011
Murtilla
863
10770
Maqui
1664
19850
Calafate
1201
Sauco
1950
25662
14697
Grosella
517
3332
Arándano silvestre
429
9621
Chokeberry
2010
16062
Acai, polvo de fruta con
pulpa y cascara
1390
102700
Noni
51
800
Goji berry (wolfberry)
3290
Mora
477
671
5905
9043
Arándano (Elliot)
311
529
4669
8869
Frambuesa
414
380
5065
6903
PROGRAMA DE ALIMENTOS FUNCIONALES FONDEF-CONICYT
PROYECTO FONDEF AF10I1007
Deshidratados de murtilla (Ugni molinae Turcz) como
ingredientes funcionales de elevada calidad para la
prevención y protección cardiovascular
14
Programa de Alimentos Funcionales FONDEF-CONICYT
Instituciones beneficiarias
Empresas socias
Avensur
(Inmobiliaria Bretaña Ltda.)
Universidad de La Frontera
Instituto de Agroindustria
Diana Naturals Chile S.A.
Index Salus Ltda.
Instituto de Investigaciones Agropecuarias
Centro Regional Carillanca
Universidad
Frontera
de
Instituto
Investigaciones
Agropecuarias
La
de
1. Evaluación y selección de
genotipos
murtilla-INIA
que permita dar origen a
frutos deshidratados de
elevada calidad funcional
antioxidante.
2. Evaluación en SMB del
efecto
antioxidante
y
cardioprotector
de
deshidratados de murtilla
seleccionadas.
Universidad
Frontera
de
Prinal S.A.
Universidad
Frontera
de
Instituto
Investigaciones
Agropecuarias
La
de
3.
Desarrollo
de
protocolos de tecnologías
de
pretratamiento,
secado y molienda a nivel
precomercial.
La
Avensur
Diana Naturals Chile
S.A.
Index Salus Ltda.
Prinal S.A.
4. Desarrollo de prototipos
de
ingredientes
y/o
productos alimenticios en
base a deshidratados de
frutos de murtilla que
permitan su escalamiento
industrial y comercial.
Universidad
Frontera
de
La
Diana Naturals Chile
S.A.
Index Salus Ltda.
Prinal S.A.
15
Banco de germoplasma de murtilla de INIA
Genotipos (62)
01
02
06-01
06-03
06-06
06-13
08-02
08-03
09-01
09-2A
11-03
11-05
12-01
13-01
13-02
13-03
13-04
13-05
13-06
13-07
13-08
14-01
14-03
14-04
15-01
15-02
16-01
16-02
16-04
16-06
17-01
17-02
18-01
19-01
19-02
20-01
21-01
22-01
22-02
23-01
23-02
24-01
25-01
26-01
27-01
28-01
28-02
29-01
30-01
31-01
31-02
32-01
33-01
33-04
34-01
34-02
35-01
36-01
37-01
37-02
37-03
38-01
Parámetros
Rendimiento (g/planta)
Calibre (mm)
Sólidos solubles (°Brix)
Polifenoles totales
(mg AGE/100g materia seca)
Actividad antioxidante DPPH
(μmol TE/100g materia seca)
Contenido de humedad (% b.h.)
Color (L*,a*, b*)
Densidad (g/mL)
AGE: Ácido gálico equivalente
TE: Trolox® equivalente
Actividad antioxidante por DPPH para el período 2011-2014
µmol TE/100g materia seca
3000
SP-INIA
RP-INIA
2500
2000
1500
1000
500
0
9-
1
2 2 1 1 2 1 1 2 5 3 1 1 2 1 1 1 4 1 2
8- 23- 24- 29- 19- 27- 22- 15- 11- 11- 28- 38- 22- 19- 25- 23- 14- 31- 34Genotipo
16
Frutos de murtilla enteros deshidratados por convección con aire
Genotipo 14-4 (5% b.h.)
Contenido de polifenoles totales: 1.111 mg AGE/100 g o 1.182 mg AGE/100 g m.s.
Actividad antioxidante por ORAC: 8.776 μmol ET /100 g o 9.325 μmol ET /100 g m.s.
Frutos de murtilla enteros deshidratados por convección con aire
genotipo 14-4 (5% b.h.)
17
Frutos de murtilla enteros deshidratados por convección con aire
genotipo silvestre (5% b.h.)
(Augusto et al., Food Sci. Technol, 34(4): 667-673, 2014)
Frutos de murtilla enteros deshidratados por convección con aire
genotipo 14-4 (5% b.h.)
Compound
Mandelic acid
Propanoic acid
Malonic acid, 2,3,5,6-Tetrakis-O-lactone
n.i
RT (min)
6.997
8.375
8.953
D-Xylose
9.427
Gallic acid
10.020
Palmitic acid
10.450
Oleic acid
11.584
Glucofuranose
12.224
D- Glucopyranoside n.i
Arabitol n.i
Ribitol n.i
D-Mannose n.i
Glucose n.i
D-Turanose
Epicatechin
Quercetin
13.084
13.811
13.999
14.380
14.540
14.913
17.616
20.766
m/z
179(100) 73(83) 147(28) 180(15) 45(15) 75(11) 77(11)
73(100) 75(86) 145(42) 45(16) 43(11) 74(10)
Similarity (%)
93
81
% area
3,28
0,32
73(100) 217(60) 147(16) 45(15) 75(14) 218(12)
87
1,42
83
0,56
93
6,68
94
3,46
95
2,82
73(100) 217(41) 147(15) 204(15) 45(13) 117(12)
191(10)
73(100) 281(56) 458(46) 459(19) 443(18) 45(15)
282(14)
73(100) 75(82) 117(74) 43(43) 132(38) 313(34)
129(31)
73(100) 43(30) 41(40) 55(55) 67(25) 75(88) 117(64)
129(45) 145(30) 339(43)
217(100) 73(91) 218(48) 129(47) 91(34) 162(31)
39(27) 204(26)
73(100) 204(91) 91(87) 217(24) 147(21) 205(19)
73(100) 103(28) 147(21) 205(18) 217(29) 307(11)
73(100) 204(25) 103(21) 217(20) 75(18) 193(18)
73(99) 191(40) 147(22) 204(100) 205(20) 217(17)
73(100) 147(23) 191(45) 204(95) 205(19)
73(100) 217(34) 361(30) 103(24) 129(23) 437(12)
368(100) 73(56) 355(46) 369(34) 650(23) 370(16)
575(100) 576(48) 73(43) 577(27) 647(17) 487(17)
80
4,62
81
74
80
75
84
84
95
82
2,78
6,98
0,86
8,18
5,21
3,67
22,88
2,22
Extracto etanólico 49,5% (v/v) a 30 °C, separación por SPE para eliminación de azúcares
del extracto, separación e identificación por cromatografía gaseosa unida a espectrometría
de masa (GC-MS).
(Augusto et al., Food Sci. Technol, 34(4): 667-673, 2014)
18
Frutos de murtilla enteros deshidratados por convección con aire
Genotipo 23-2 (7,2% b.h.)
Contenido de polifenoles totales: 1.874 mg AGE/100 g o 1.912 mg AGE/100 g m.s.
Actividad antioxidante por ORAC: 15.494 μmol ET /100 g o 15.810 μmol ET /100 g m.s.
Frutos de murtilla enteros deshidratados con microondas al vacío
Genotipo 14-4 (5% b.h.)
Contenido de polifenoles totales: 2.551 mg AGE/100 g o 2.714 mg AGE/100 g m.s.
Actividad antioxidante por ORAC: 22.154 μmol ET/100 g o 23.568 μmol ET/100 g m.s.
19
Polvo de frutos de murtilla deshidratado por convección con aire
genotipo 23-2
Genotipo 23-2 (6,7% b.h.)
Contenido de polifenoles totales: 2.398 mg AGE/100 g o 2.447 mg AGE/100 g m.s.
Actividad antioxidante por ORAC: 20.217 μmol ET /100 g o 20.732 μmol ET/100 g m.s.
Polvo de frutos de murtilla deshidratado por atomización
Distribución de tamaño:
70% - 0,24 mm
24,2% - 0,15 mm
Genotipo 19-1 base (3,3% b.h.)
Contenido de polifenoles totales: 368 mg AGE/100 g
Actividad antioxidante por ORAC: 6.698 μmol ET/100 g
20
Láminas de frutos de murtilla deshidratadas por secador de rodillos
Genotipo 14-4 base (6,6% b.h.)
Contenido de polifenoles totales: 550 mg AGE/100 g
Actividad antioxidante por ORAC: 8.202 μmol ET/100 g
Polvo de frutos de murtilla deshidratado por liofilización
Polvo genotipo 23-2 (8,6% b.h.)
Contenido de polifenoles totales: 3.552 mg AGE/100 g o 3.700 mg AGE/100 g m.s.
Actividad antioxidante por ORAC: 46.813 μmol ET/100 g o 48.764 μmol ET/100 g m.s.
21
Secado por convección con aire (HAD) versus liofilización (FD)
(Alfaro et al., Journal of Food Research, 3: 73-82, 2014)
Efecto antioxidante: peroxidación lipídica
Bodipy C-11
B
C
D
E
Análisis en células endoteliales preincubadas con H2O2 como
inductor de la peroxidación, analizadas con Sonda fluorescente
BODIPY C-11 mediante confocal y evaluadas con extracto acuoso
de frutos de murtilla frescos y deshidratados.
22
23
Ranking de funcionalidad cardioprotectora
fruto fresco
2011
2012
Efecto vasodilatador (Anillos aórticos de ratas normotensas) de diferentes
genotipos de frutos frescos de murtilla cosechados en dos años (2011 y 2012).
Análisis de tensión con dosis efectiva (1,606 ug AGE/ml) de los diferentes
genotipos de frutos de murtilla frescos.
24
Funcionalidad cardioprotectora
fruto deshidratado en polvo y entero
Fresco
Polvo
Entero
Comparación del efecto vasodilatador de genotipos de polvo de frutos y frutos
enteros deshidratados de Ugni molinae Turcz cosechados en el año 2012. Análisis
de tensión con dosis efectiva (1,606 ug AGE/ml) de los diferentes genotipos de
polvo de frutos de murtilla (P14-4, P23-2) y frutos deshidratados enteros (14-04, 1901, 22-01, 23-02 y 27-01).
Yogurt
Polifenoles totales
Actividad antioxidante
mg AGE /100 g m.s
µmoles TE/100g m.s
Yogurt natural
46,6c ± 3,0
241,1c ± 34,0
Yogurt - partido
67,8b ± 1,3
709,2a ± 12,0
Yogurt - polvo
106,6a ± 3,3
331,5b ± 38,6
Tratamiento
25
Hojuela de avena
Polvo de frutos de
murtilla genotipo 23-2
Avensur
(Inmobiliaria Bretaña Ltda.)
Index Salus Ltda.
Publicaciones sobre murtilla (Ugni molinae Turcz.) en Scopus
Murtilla o murta o Ugni molinae
80
75
Artículos/año
70
Artículos acum./año
60
40
30
20
10
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
0
1989
Número
50
Año
26
Productos en base a murtilla (Ugni molinae Turcz.)
Productos en base a murtilla (Ugni molinae Turcz.)
27
Açaí (Euterpe oleracea Mart.)
Açaizeiro (Euterpe oleracea Mart.): fruto Açaí
Es una palmera nativa de la Amazonia brasileira y el Estado de Pará es el principal
centro de dispersión natural de la misma.
(Embrapa, 2006)
28
Açaizeiro (Euterpe oleracea Mart.): cultivar BRS-Pará
La BRS-Pará es el primer cultivar de “açaizeiro” desarrollado por Embrapa,
selecionada para producción de frutos en condiciones de tierra firme.
(Embrapa, 2004)
Açaizeiro (Euterpe oleracea Mart.): cultivar BRS-Pará
Presenta precocidad de producción, con los primeros cachos cosechados a los
tres años de plantío y productividad estimada de 10 ton/ha/año, a los ocho
años de edad; buen rendimiento de pulpa, entre 15 y 25%.
Tiene como característica diferenciadora su estatura de planta baja, que
contribuye a la eficiencia operacional en el proceso de cosecha de los frutos.
El cultivar BRS-Pará es originario de tres ciclos
de selección masal:
Nº de cachos/planta/año: >16
Frutos/planta/año: > 25 kg
Coloración de los frutos: Violeta
(Embrapa, 2004)
29
Productos en base açaí (Euterpe oleracea Mart.)
Publicaciones sobre el açaí (Euterpe oleracea Mart.) en Scopus
Açai o Euterpe oleracea
300
278
Artículos/año
250
Artículos acum./año
150
100
50
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
0
1989
Número
200
Año
30
Productos en base açaí (Euterpe oleracea Mart.)
El Açaí un Súper alimento antioxidante
Superfoods
Productos en base açaí (Euterpe oleracea Mart.)
http://drasanvi.com/producto/super-alimentos-acai/
Vitamina C
Antocianinas
y vitaminas
Vitamina A
31
Productos en base açaí (Euterpe oleracea Mart.)
Productos en base açaí (Euterpe oleracea Mart.)
http://drasanvi.com/producto/super-alimentos-acai/
RESOL. EXENTA Nº 393/02
DDR o VRD
Dosis diaria de referencia (DDR)
para adultos y niños mayores de
4 años de edad
Vitamina A
Vitamina C
µg ER
mg
800
60
ER :Equivalente de retinol
32
Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): composición química y valor nutricional
RESOL. EXENTA Nº 393/02
DDR o VRD
Dosis diaria de referencia (DDR) para adultos
y niños mayores de 4 años de edad
= 300,6 µg retinol
Vitamina A
Vitamina C
µg ER
mg
800
60
ER :Equivalente de retinol
IU: Unidad Internacional
1 UI retinol (Vitamina A) = 0,3 µg retinol
(Schauss, A.G., Bioactive Foods
in Promoting Health, 2010)
Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): antocianinas
(Agawa et al., Food Science
and Technology Research,
2011)
33
Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): antocianinas en productos procesados
(Constant, 2003)
Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): antocianinas en productos procesados
(Constant, 2003)
34
Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): lípidos y ácido grasos
Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): lípidos y ácido grasos
(Costa et al., Food Research International, 2010)
35
Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): productos en USA
Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): actividad biológica
(Yamaguchi et al., Food Chemistry, 2015)
36
Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): productos en Brasil
Alimentos funcionales y propiedades
saludables de los alimentos
37
Alimentos Funcionales
Un alimento puede considerarse “funcional”
cuando se demuestra satisfactoriamente que,
además de sus efectos nutritivos, afecta
beneficiosamente a una o más funciones del
organismo de forma que mejora su estado de
salud o bienestar o reduce el riesgo de
enfermedad (International Life Science Institute ILSI).
Alimentos Funcionales
La legislación chilena no ha incorporado la
definición de AF en el Reglamento Sanitario de
Alimentos (RSA).
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Alimentos Funcionales
Logo de FOSHU y alimentos japoneses FOSHU
Alimentos Funcionales
Investigación científica, desarrollo e innovación
(Bleiel, 2010)
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Alimentos Funcionales
Investigación científica, desarrollo e innovación
(Bleiel, 2010)
Alimentos Funcionales
Investigación científica, desarrollo e innovación
Yogurt
Lactobacillus casei
imunitas ®
Danone
(Bleiel, 2010)
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Propiedades Saludables
La falta de normativa explícita sobre Alimentos
Funcionales está dada por la existencia de los
denominados
“Mensajes
Saludables”
o
declaraciones o claims de “Propiedades
Saludables” (Health Claims).
Codex Alimentarius (www.codexalimentarius.net)
Ministerio de Salud de Chile: Resolución Exenta N° 764/09
(listado disponible en www.minsal.cl) del 24-09-2009
En Brasil, Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA)
Propiedades Saludables
En Chile, la empresa alimentaria puede hacer
declaraciones de propiedades saludables en relación a
sus productos, las que el consumidor podrá conocer
para realizar una compra informada.
Los 18 mensajes saludables actualmente vigentes,
dirigidos al consumidor, detallan las propiedades de
nutrientes y factores alimentarios cuyo consumo se
relaciona con la salud, estableciendo los requisitos que
debe cumplir un producto alimenticio para poder hacer
uso de ellos.
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Propiedades Saludables
Porción
de
consumo
habitual
Porción de consumo
habitual = 20 g < 30 g
Se debe calcular para 50 g
100 g de producto – 1 g grasa total
50 g de producto – 0,5 g grasa total
Porción de 50 g tiene 0,5 g grasa
total que es menor a los 3 g,
entonces:
Aplica el descriptor: Bajo aporte en
grasa total
http://vida.sanjorge.cl/productos
/pavo-pechuga-cocida
Consideraciones finales
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Consideraciones finales
Se requiere una visión de largo plazo para transformar los recursos
nativos en ingredientes funcionales o alimentos con propiedades
saludables.
Son necesarias iniciativas o programas permanentes que financien
la investigación científica que entregue los resultados que
respalden los beneficios que los recursos genéticos nativos tienen
para la salud y bienestar de la población, y luego permitan
transformarlos en alimentos funcionales o con propiedades
saludables.
Otro desafío es masificar el consumo de alimentos funcionales o
con propiedades saludables.
Gracias
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