Pigmentos carotenoides en el aceite de palma crudo: un grupo de compuestos biológicamente activos responsables directos del color rojo intenso característico de este aceite vegetal

Por:

Alexis Gonzalez Diaz,
Jesús Alberto García Núñez,

Programa de Procesamiento, Área de Calidad y Usos de Cenipalma.

A continuación, la tercera de un total de siete notas técnicas que estarán siendo publicados semanalmente en El Palmicultor, y que tienen como propósito destacar las características y las propiedades funcionales del grupo de fitoquímicos de mayor importancia en el aceite de palma.

En esta oportunidad se discutirá acerca del contenido de los pigmentos carotenoides que componen la matriz lipídica del aceite de palma crudo, destacando la importancia que tienen tales compuestos en la estabilidad oxidativa de este aceite vegetal (primera sección). Posteriormente, se analizará la relación entre el contenido de pigmentos carotenoides en el aceite de palma crudo y el valor reportado como índice de deterioro a la blanqueabilidad – DOBI, un parámetro determinante a la hora de hablar de la calidad del aceite de palma, que refleja tanto las condiciones de la materia prima (racimos de fruta fresca), como las del procesamiento del aceite en las plantas de beneficio (segunda sección). Por último, se presentarán algunas de las propiedades benéficas que tiene para la salud humana el consumo regular de alimentos ricos en pigmentos carotenoides (tercera sección).

Primera sección: carotenoides en el aceite de palma

El término “carotenoides”, denominación derivada de la raíz de la zanahoria, Daucus carota L., y asignado así por ser el pigmento de mayor relevancia en esta misma, representan quizás, los pigmentos más extendidos e importantes de los organismos vivos (Nagraj et al., 2020). Los carotenos son pigmentos liposolubles de estructura orgánica que se encuentran en las plantas y en otros organismos fotosintéticos (Qian et al., 2012). En los alimentos, los pigmentos carotenoides hacen parte de los compuestos de valor biológico en frutas y hortalizas (verduras y legumbres), en cereales y productos a base de cereales, en huevos, en lácteos y derivados de productos lácteos, en pescados y mariscos, y en oleaginosas y aceites vegetales, principalmente en el aceite de palma (Hoe et al., 2020; Meléndez-Martínez et al., 2022).

El β‒caroteno (67,0 %), el α‒caroteno (23,0 %) (Figura 1) y otros de los carotenoides en el aceite de palma crudo (e.g., licopeno, fitoeno, cis–β‒caroteno, fitoflueno, cis–α‒caroteno, γ‒caroteno, δ‒caroteno y ζ‒caroteno) (10 %), hacen parte de los más de 600 carotenoides liposolubles identificados de fuentes naturales en el mundo (Gul et al., 2015). El color rojo intenso característico del aceite de palma crudo (APC) es atribuido al contenido de β‒caroteno (pigmento natural de color rojo anaranjado intenso) y de licopeno (pigmento natural de color rojo profundo), principalmente (Raj et al., 2021). De hecho, el APC es la fuente grasa vegetal natural con más riqueza en el mundo en cuanto al contenido equivalente de retinol (Figura 1) (Rey et al., 2023). El APC contiene 15 veces más equivalentes de retinol que las zanahorias y 300 veces más de estos mismos equivalentes que el tomate, y más que las verduras de hoja verde, que son consideradas como los alimentos con las cantidades más significativas de actividad provitamina A (MacArthur et al., 2021).

El β‒caroteno en el APC, es precursor biológico (forma inactiva o provitamina A) del retinol (Figura 1), responsable, además, de la síntesis biológica de otros retinoides con diversas aplicaciones de salud en el ser humano (e.g., éster de retinol, retinaldehído o retinal, ácido retinoico y sus análogos) (Saurat & Sorg, 2015).

En crudo, el aceite de palma D×P contiene entre 500 a 700 mg·kg^‒1 de carotenoides (Zou et al., 2012); mientras que en el APC extraído del cultivar híbrido O×G, origen Coari × La Mé (APC O×G C×L), se han determinado concentraciones totales entre 514 a 1.449 mg·kg^‒1, de estos mismos compuestos (Chaves et al., 2018; Rincón-Miranda et al., 2013). En estudios previos por Cenipalma, se determinó una concentración promedio de carotenoides totales de 1.010,51 mg·kg^‒1en el APC O×G C×L, compuesta por aproximadamente un 74,4 % de β–caroteno y cerca de un 25,6 % de α–caroteno (Gonzalez-Diaz et al., 2021).

Cerca de un 29,3 % y aproximadamente un 25,3 % del conjunto de compuestos menores (aproximadamente 1,0 % en masa) en el APC D×P y en el APC O×G C×L, respectivamente, está representado por el total de carotenoides que componen tales aceites (Figura 2).

Puede decirse que el APC D×P es oxidativamente estable, gracias al contenido de tocoferoles, de tocotrienoles y de pigmentos carotenoides que lo componen (Mba et al., 2017; Schroeder et al., 2006), además de lo anterior, por contener una cantidad razonablemente baja de instauraciones en su perfil lipídico (oleico y linoleico, 39,71±0,44 % m/m (mínimo: 38,71 % m/m máximo: 40,42 % m/m) y 10,33±0,32 % m/m (mínimo: 9,67 % m/m; máximo: 10,70 % m/m), respectivamente); lo que hace que el APC D×P sea menos propenso a la oxidación y al enranciamiento ocasionado por la reacción de los dobles enlaces en los ácidos grasos insaturados, con moléculas de oxígeno en el ambiente (Gonzalez-Diaz et al., 2022). En contraste con el APC D×P, el contenido de insaturaciones en el perfil lipídico del APC O×G C×L, lo hace más susceptible a la oxidación (ácido oleico: 53,31±0,48 % m/m, mínimo: 52,62 % m/m; máximo: 54,37 % m/m; Acido linoleico: 11,16 % m/m, con un mínimo de 10,93 % m/m y un máximo de 11,48 % m/m) (Gonzalez-Diaz et al., 2022). No obstante, varios estudios han determinado un contenido mayor de vitamina E (tocoferoles y tocotrienoles) y de carotenoides totales en el APC O×G C×L, cuando se compara con la concentración de estos mismos compuestos en el APC D×P, lo que puede resultar en un indicativo claro del papel que juegan tales fitoquímicos en el APC de distinta procedencia, al actuar como una defensa natural frente a la oxidación, en diferentes rangos de concentración.

Segunda sección: pigmentos carotenoides totales en la determinación cuantitativa del índice de deterioro a la blanqueabilidad – DOBI

Analíticamente hablando, el índice de deterioro a la blanqueabilidad – DOBI, por sus siglas en inglés (Deterioration of Bleachability Index – DOBI), es un parámetro cuantitativo implementado para el control de la calidad del aceite de palma crudo, ampliamente estudiado para el APC extraído de los cultivares de palma africana tipo tenera de Elaeis guineensis Jacq. cruce Dura × Pisífera (APC D×P), y para el cual el Instituto de Investigación del Aceite de Palma de Malasia – PORIM, por sus siglas en inglés (Palm Oil Research Institute of Malaysia – PORIM), determinó los criterios que relacionan el valor del DOBI en el APC D×P con su potencial de refinabilidad (Tabla 1).

En el laboratorio, el DOBI es determinado mediante espectroscopia UV–Visible en un espectrofotómetro. El DOBI corresponde a la relación entre la absorbancia espectrofotométrica (A) medida a 446 nanómetros (nm) (cantidad máxima de pigmentos carotenos no oxidados) y la absorbancia espectrofotométrica (A) medida a 268 nm (cantidad de pigmentos carotenoides oxidados), en una muestra de APC diluido en hexano o isooctano (De Leonardis et al., 2016), que se calcula utilizando la Ecuación 1.

El DOBI en el aceite de palma crudo indica el grado o nivel de oxidación del aceite (en función de la oxidación de los pigmentos carotenoides) y la facilidad para su refinación en las refinadoras. En el APC, un valor alto en el DOBI indica que el aceite fue obtenido a partir de fruta fresca, madura y libre de impurezas y procesado bajo operaciones que no propiciaron significativamente su oxidación (e.g., humedad y almacenamiento) (Tabla 1).

En las refinadoras de aceite de palma, las tierras de blanqueo se usan para refinar el aceite a un color aceptable, hasta alcanzar las necesidades de los clientes. En este sentido, el valor del DOBI proporciona a las refinadoras de aceite de palma información sobre el tipo de tierra a implementar para la refinación del APC y la cantidad requerida de tal material, para dicho propósito (Ribeiro et al., 2018).

Tabla 1. Grado de calificación del aceite de palma.

Actualmente en Colombia, la mayor parte del aceite de palma crudo producido en las plantas de beneficio es comercializado con especificaciones de calidad para los parámetros: ácidos grasos libres – NTC 218:2011 (máximo 5 %, expresada como ácido palmítico), humedad y materia volátil – NTC 287:2018 (máximo 0,5 %) e impurezas insolubles – NTC 240:2011 (máximo 0,1 %). A pesar de ello, varias plantas de beneficio han estandarizado e implementado metodologías analíticas para la determinación de variables como el índice de yodo – NTC 283:2019 y el DOBI – NTC 5835:2011, en el APC, debido a nuevas exigencias por parte de las refinadoras de aceite de palma crudo, durante las negociaciones de tal producto.

Hoy por hoy, el valor del DOBI no se incluye en el grupo de especificaciones de calidad que debe cumplir el aceite de palma crudo que se “procese, envase, almacene, transporte, exporte, importe y/o se comercialice” en Colombia (Ministerio de salud y protección social, 2012). No obstante, la gran mayoría de los compradores refinan el APC hasta productos refinados, blanqueados y desodorizados. En este sentido, unas buenas características de blanqueabilidad en el APC son entonces un indicativo de “aptitud para el uso en la refinación”, por lo que el DOBI muy probablemente deberá incluirse próximamente en las especificaciones de calidad de este producto.

Por otra parte, si bien muchos de los compradores del aceite de palma crudo que es extraído de los racimos de fruta fresca producidos por los diferentes cultivares de híbridos interespecíficos O×G (e.g., Manaos × Compacta, Brasil × Djongo, Coari × La Mé), exigen valores específicos para el DOBI durante las negociones, aún no se tiene la certeza de si la escala implementada para la calificación del DOBI en el APC D×P (Tabla 1), puede aplicarse de igual manera y con los mismos criterios, para la calificación de la calidad del APC obtenido de los híbridos O×G.

Por último, los valores obtenidos en la determinación del contenido de ácidos grasos libres, de humedad y materia volátil y de impurezas insolubles, en el APC, por si solos, no constituyen un indicativo real del estado de la calidad de este tipo de aceite vegetal. Es así como la inclusión del índice de yodo, por ejemplo, supone un estimativo bastante certero de la pureza del aceite de palma, considerando, para este caso, los distintos cultivares de palma que son aprovechados por la agroindustria de la palma de aceite en Colombia. Además de lo anterior, la incorporación del DOBI como un parámetro de análisis rutinario para la evaluación de la calidad del APC D×P, proporcionaría un buen indicativo de su estado oxidativo, además de revelar información acerca de la facilidad que tendría para poder ser procesado por las refinadoras.

Tercera sección: beneficios que tiene para la salud humana el consumo de pigmentos carotenoides en dosis adecuadas

Los pigmentos carotenoides son compuestos biológicamente activos indispensable para la vida, los cuales, deben ser consumidos a partir de la dieta y en dosis adecuadas. A nivel bioquímico, el β‒caroteno es capaz de producir dos moléculas de retinol (Figura 1), gracias a la acción enzimática de la β,β‒caroteno‒15,15′‒monooxigenasa (Bohn et al., 2019; Wu et al., 2016). De acuerdo con la evidencia científica, la inclusión de pigmentos carotenoides como el β‒caroteno en la dieta humana, ha sido relacionada con la prevención de enfermedades cardiovasculares y degenerativas (Meyers et al., 2013); diferentes tipos de cáncer (Alizadeh et al., 2014; Bail, Meneses, & Demark-Wahnefried, 2016; Bennett, Rojas, & Seefeldt, 2012; Mondul et al., 2013) y diabetes (Asemi, Alizadeh, Ahmad, Goli, & Esmaillzadeh, 2016). Otros estudios, han reportado las propiedades anticancerígenas del β-caroteno (Dal Prá et al., 2017). Otras de las aplicaciones biológicas de los pigmentos carotenoides en la salud humana se muestran en la Figura 3.

Los pigmentos carotenoides son compuestos químicos con actividad biológica que pueden resultar en muchos otros por medio de diferentes rutas bioquímicas, como es el caso de los retinoides, que juegan un rol determinante para la salud humana en distintos procesos. Aunque los pigmentos carotenoides son bastante conocidos y empleados regularmente en el campo de la alimentación, la salud y las ciencias de la salud como colorantes naturales y precursores de vitamina A, se ha encontrado que incluso aquellos compuestos carotenoides que no se pueden contribuir a la formación de vitamina A, pueden aportar en otras actividades biológicas que promueven la salud. No obstante, continúan los estudios que buscan establecer ingestas dietéticas recomendadas, para tales compuestos.

Lea más contenidos sobre las propiedades funcionales del grupo de fitoquímicos de mayor preponderancia en el aceite de palma

Referencias

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