Estudio del proceso de oxidación del aceite de oliva virgen. Efecto individual y combinado de los antioxidantes naturales

Resumen

La vida útil de los productos alimenticios está fuertemente relacionada con la calidad sensorial y la estabilidad microbiológica y química. En el caso del aceite de oliva virgen es un producto muy inhóspito para los microorganismos, por lo que no sufre degradación microbiológica. Sin embargo, es altamente susceptible a la oxidación, siendo ésta la principal causa de disminución de su extraordinaria calidad como aceite vegetal. La oxidación de lípidos es un proceso que ocurre bastante lentamente a la temperatura de extracción o almacenamiento habitual del aceite de oliva virgen (temperatura ambiente), por lo que tradicionalmente se han empleado métodos acelerados (ASLT, Accelerated Shelf Life Tests) para evaluar la estabilidad oxidativa del aceite en los cuales se incrementa la temperatura para llevar al producto a su máxima oxidación en un período de tiempo relativamente corto. Sin embargo, lo más difícil es correlacionar el valor de la estabilidad oxidativa obtenida en condiciones aceleradas con la vida útil o estabilidad del producto alimenticio en términos de período de almacenamiento máximo en las condiciones habituales de conservación. El trabajo que dio lugar al capítulo 3.1 de esta Tesis Doctoral (“Cinética de oxidación de triacilgliceroles de aceite de oliva bajo ensayos acelerados de vida útil (25-75ºC)”) se orientó a estudiar el efecto de la temperatura en la matriz de triacilgliceroles de aceite de oliva, en ausencia de compuestos pro y antioxidantes, y se relacionó el incremento de la temperatura con algunos de los índices de oxidación primaria y secundaria. El siguiente paso fue el estudio de la oxidación del aceite de oliva virgen en condiciones normales de almacenamiento (capítulo 3.2 “Evolución de los compuestos mayoritarios y minoritarios e índices de oxidación en el aceite de oliva virgen durante 21 meses de almacenamiento a temperatura ambiente”) para evaluar el papel que desempeñan los compuestos minoritarios del aceite de oliva en este proceso de oxidación. Hasta el momento del planteamiento de dicho estudio, los trabajos encontrados en bibliografía en los que se utilizaran condiciones de temperatura similares a temperatura ambiente contribuyeron a un mejor entendimiento del proceso de autooxidación, sin embargo, no resultaban concluyentes en relación con la vida útil de este producto debido al estudio de sólo un determinado aspecto de la calidad del aceite de oliva o bien a que el poco tiempo de ensayo no era suficiente para obtener resultados concluyentes dada la gran estabilidad del aceite de oliva. En este trabajo se estudiaron los cambios producidos en los ácidos grasos y compuestos minoritarios (compuestos fenólicos, pigmentos y -tocoferol) y se establecieron y evaluaron distintos parámetros relacionados con la estabilidad oxidativa a temperatura ambiente (las velocidades de aumento de índices de oxidación primaria y secundaria, el tiempo en alcanzar los límites de los parámetros de calidad normalizados). Los resultados obtenidos se tomaron como valores experimentales de estabilidad o vida útil a temperatura ambiente. En bibliografía se ha reflejado ampliamente que existe una buena correlación entre la estabilidad oxidativa del aceite de oliva virgen determinada mediante pruebas de oxidación acelerada (AOM o Rancimat), y su contenido inicial de antioxidantes naturales, especialmente compuestos fenólicos (polifenoles totales, o-difenoles o formas oleosídicas de hidroxitirosol). Sin embargo, ningún método acelerado de estabilidad oxidativa se ha reconocido hasta el momento como un parámetro legal debido a la insatisfactoria relación entre los resultados de estos ensayos acelerados y la vida útil real de dichos productos alimenticios. El interés por estudiar más a fondo la oxidación de varios aceites de oliva virgen, con diferentes contenidos de antioxidantes naturales, bajo las condiciones aceleradas que utilizan el aparato Rancimat llevó al siguiente capítulo del plan de trabajo experimental: “Estudio comparativo del comportamiento del aceite de oliva virgen bajo condiciones de oxidación acelerada de Rancimat y almacenamiento a largo plazo a temperatura ambiente”. Los resultados reflejan la evolución de los productos de oxidación primaria y secundaria y el efecto del contenido antioxidante en el curso de la oxidación en las condiciones dadas, definiendo las limitaciones del método Rancimat y similares para determinar la estabilidad y predecir la vida útil de aceites de oliva virgen. Estos resultados y los consultados en bibliografía en relación a ASLT, llevaron a realizar el siguiente trabajo: desarrollar un estudio de la evolución de la oxidación a diferentes temperaturas (40, 50 y 60ºC) de los aceites de oliva virgen investigados que, en paralelo a las pruebas de estabilidad en condiciones ambientales, permitieran desarrollar un modelo de predicción de vida útil (capítulo 3.4 “Estudio cinético para el desarrollo de un test acelerado de estabilidad oxidativa para estimar la vida útil potencial del aceite de oliva virgen”). Gracias a este trabajo el comportamiento cinético de autooxidación de los principales índices de oxidación (PV, K232 y K270) y el sustrato oxidable (ácidos grasos insaturados (UFA)) se detalló por primera vez. Se seleccionó K232 como el mejor índice de oxidación normalizado para la estimación potencial de la vida útil del aceite de oliva virgen, definido como TRUL (Tiempo para alcanzar el límite superior legal de K232), a una temperatura moderada (≤60 ºC): TRUL = a Tb. Los compuestos minoritarios del aceite de oliva virgen son los responsables de su estabilidad oxidativa, así como su composición de ácidos grasos, elevada en monoinsaturados frente a poliinsaturados. Esta proporción de ácidos grasos es bastante similar en los aceites independientemente de la variedad de aceituna y de los métodos de extracción, sin embargo, sí pueden existir grandes diferencias en el tipo y concentración de compuestos fenólicos y -tocoferol. Las muestras de aceite de oliva virgen estudiadas hasta el momento presentaban importantes diferencias, pero no se había podido relacionar de forma directa ni el tipo ni la concentración de compuestos minoritarios con la estabilidad oxidativa a las temperaturas estudiadas. Por ello, el siguiente trabajo experimental se enfocó a dilucidar el efecto individual y combinado de estos compuestos minoritarios en el aceite de oliva virgen, bien como antioxidantes o prooxidantes, entre 25 y 40 ºC y con los métodos Rancimat y DPPH (capítulo 3.6 “Capacidad antioxidante individual y combinada de compuestos minoritarios del aceite de oliva virgen evaluados a temperatura moderada en comparación a ensayos acelerados y de capacidad antiradicálica”). Puesto que el aceite de oliva virgen extra es apreciado y consumido por su valor nutricional debido al aporte de antioxidantes naturales, la vida útil también debe estar relacionada con la persistencia de estos compuestos durante el almacenamiento. Dado que la reacción de oxidación tiene un impacto negativo en fenoles, tocoferoles, pigmentos y otros componentes del aceite de oliva con atributos sensoriales y de salud, parece significativo contemplar la desaparición de estos compuestos durante el almacenamiento para el establecimiento adecuado de la vida útil comercial de AOVE. De ahí los trabajos realizados descritos en los capítulos 3.5 y 3.7: “Estabilidad del aceite de oliva virgen y comportamiento de sus antioxidantes naturales bajo condiciones de almacenamiento acelerado a temperatura media” y “Estudio cinético para el desarrollo de un test acelerado de estabilidad oxidativa para estimar la vida útil potencial del aceite de oliva virgen: influencia de la composición y estado de oxidación inicial”. Los resultados muestran la contribución de los antioxidantes a la velocidad de oxidación de lípidos del aceite de oliva virgen, y describen las cinéticas de degradación de los compuestos fenólicos y -tocoferol, tanto en condiciones de disponibilidad de oxígeno (botellas abiertas) como limitación del mismo (botellas cerradas). La regresión lineal multivariante (MLR) se utilizó para obtener ecuaciones modelo y tratar de predecir la vida útil a partir de la composición inicial y de la evolución de la oxidación en las condiciones aceleradas investigadas.