murtilla (ugni molinae turcz.): frutos con características ... · láminas de frutos de murtilla...

1

Seminario Internacional

“Recursos Genéticos Para la Alimentación y Agricultura del Futuro en el Contexto de Cambio Climático”

10 de Diciembre de 2015

Dr. Erick Scheuermann S.Departamento de Ingeniería Química

Facultad de Ingeniería y CienciasUniversidad de La Frontera

“Murtilla (Ugni molinae Turcz.) y açaí (Euterpe oleracea

Mart.): recursos nativos para alimentos funcionales o

productos con propiedades saludables”

Murtilla (Ugni molinae Turcz.): frutos con

características antioxidantes para la

industria de alimentos

2

Frutos de murtilla (Ugni molinae Turcz.): silvestre

Frutos de murtilla (Ugni molinae Turcz.): murta o mutilla

3

Frutos de murtilla (Ugni molinae Turcz.): usos tradicionales

Captura de compuestos volátiles por Porapak Q

4

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.

SilvestreCultivado -

Cultivado

Exportación

Murtilla (Ugni molinae Turcz): domesticación

5

Se colectaron 100 accesiones de

Ugni molinae Turcz, en 36 sitios.

Frutos de murtilla (Ugni molinae Turcz): domesticación

Instituto de Investigaciones AgropecuariasCentro Regional Carillanca

(Seguel et al., Agro Sur 28: 32-41, 2000)

Murtilla (Ugni molinae Turcz): domesticación

6

Murtilla (Ugni molinae Turcz): variedades registradas y patentadas

Frutos de murtilla (Ugni molinae Turcz): cultivados y trazabilidad

7

Frutos de murtilla (Ugni molinae Turcz): envasado y refrigeración

Bolsa de polietileno de baja densidad (PEBD).Variedad Red Pearl INIA

(Scheuermann et al., 2014)

8

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

14-4, 17-2, 19-1

Polifenoles y actividad antioxidante de frutos de murtilla

Año

2006

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).


Localizacióno sector

Relación solvente (%etanol/%agua)

Sólidossolubles (%)

Contenido de polifenoles totales

(mg GAE/L)

Actividadantioxidante

(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

9

(Shene et al., Eur Food Res Technol 228: 467-475, 2009)

Localización


10


(Alfaro et al., 2013)

11

Antocianinas y actividad antioxidante de frutos de murtilla

(Junqueira-Gonçalves et al., 2015)

12

� Maqui Aristotelia chilensis (Mol.)Stuntz (Elaeocarpaceae)

COMPARACIONES

� CalafateBerberis microphylla


� Murtilla Ugni molinae Turcz.

� Arándano Vaccinium corymbosum


(Ruiz et al., J. Agric. Food Chem. 58: 6081–6089, 2010)

Fruta Antocianinas(μmol/g p.f.)

Flavonoles(μmol/g p.f.)

Contenido de polifenoles totales

(Índice de Folin-Ciocalteu)

Actividadantioxidante

(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

13

(Arancibia-Avila et al., Food Research International 44: 2054–2062, 2011)


Antioxidantes polifenólicos

(USDA, 2010)

(INTA, 2011)

14

Polifenoles totales

(mg AGE/100g p.f.)

ORAC

(μmolTE/100g p.f.)

Fruta USDA, 2010 INTA, 2011 USDA, 2010 INTA, 2011

Murtilla 863 10770

Maqui 1664 19850

Calafate 1201 25662

Sauco 1950 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

Antioxidantes polifenólicos

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

15

Empresas sociasInstituciones beneficiarias

Diana Naturals Chile S.A.

Index Salus Ltda.

Prinal S.A.

Avensur(Inmobiliaria Bretaña Ltda.)

Universidad de La FronteraInstituto de Agroindustria

Instituto de Investigaciones AgropecuariasCentro Regional Carillanca

Programa de Alimentos Funcionales FONDEF-CONICYT

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.

3. Desarrollo de

protocolos de tecnologías

de pretratamiento,

secado y molienda a nivel

precomercial.

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 de La

Frontera

Diana Naturals Chile

S.A.

Index Salus Ltda.

Prinal S.A.

Universidad de LaFrontera

Instituto deInvestigacionesAgropecuarias

Universidad de La

Frontera

Avensur

Diana Naturals Chile

S.A.

Index Salus Ltda.

Prinal S.A.

Universidad de LaFrontera

Instituto deInvestigacionesAgropecuarias

16

Banco de germoplasma de murtilla de INIA

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)

01 11-03 13-08 17-01 23-02 31-02 37-03

02 11-05 14-01 17-02 24-01 32-01 38-01

06-01 12-01 14-03 18-01 25-01 33-01

06-03 13-01 14-04 19-01 26-01 33-04

06-06 13-02 15-01 19-02 27-01 34-01

06-13 13-03 15-02 20-01 28-01 34-02

08-02 13-04 16-01 21-01 28-02 35-01

08-03 13-05 16-02 22-01 29-01 36-01

09-01 13-06 16-04 22-02 30-01 37-01

09-2A 13-07 16-06 23-01 31-01 37-02

Genotipos (62)

AGE: Ácido gálico equivalenteTE: Trolox® equivalente

34-2

31-1

14-4

23-1

25-1

19-1

22-2

38-1

28-1

11-3

11-5

15-2

22-1

27-1

19-2

29-1

24-1

23-28-

29-1

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

Genotipo

µm

ol TE/

10

0g

ma

teri

a s

eca

Actividad antioxidante por DPPH para el período 2011-2014

RP-INIA

SP-INIA

17

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.


genotipo 14-4 (5% b.h.)

18


genotipo silvestre (5% b.h.)

(Augusto et al., Food Sci. Technol, 34(4): 667-673, 2014)


genotipo 14-4 (5% b.h.)

Compound RT (min) m/z Similarity (%) % area

Mandelic acid 6.997 179(100) 73(83) 147(28) 180(15) 45(15) 75(11) 77(11) 93 3,28

Propanoic acid 8.375 73(100) 75(86) 145(42) 45(16) 43(11) 74(10) 81 0,32

Malonic acid, 2,3,5,6-Tetrakis-O-lactone

n.i8.953 73(100) 217(60) 147(16) 45(15) 75(14) 218(12) 87 1,42

D-Xylose 9.42773(100) 217(41) 147(15) 204(15) 45(13) 117(12)

191(10)83 0,56

Gallic acid 10.02073(100) 281(56) 458(46) 459(19) 443(18) 45(15)

282(14)93 6,68

Palmitic acid 10.45073(100) 75(82) 117(74) 43(43) 132(38) 313(34)

129(31)94 3,46

Oleic acid 11.58473(100) 43(30) 41(40) 55(55) 67(25) 75(88) 117(64)

129(45) 145(30) 339(43)95 2,82

Glucofuranose 12.224217(100) 73(91) 218(48) 129(47) 91(34) 162(31)

39(27) 204(26)80 4,62

D- Glucopyranoside n.i 13.084 73(100) 204(91) 91(87) 217(24) 147(21) 205(19) 81 2,78

Arabitol n.i 13.811 73(100) 103(28) 147(21) 205(18) 217(29) 307(11) 74 6,98

Ribitol n.i 13.999 73(100) 204(25) 103(21) 217(20) 75(18) 193(18) 80 0,86

D-Mannose n.i 14.380 73(99) 191(40) 147(22) 204(100) 205(20) 217(17) 75 8,18

Glucose n.i 14.540 73(100) 147(23) 191(45) 204(95) 205(19) 84 5,21

D-Turanose 14.913 73(100) 217(34) 361(30) 103(24) 129(23) 437(12) 84 3,67

Epicatechin 17.616 368(100) 73(56) 355(46) 369(34) 650(23) 370(16) 95 22,88

Quercetin 20.766 575(100) 576(48) 73(43) 577(27) 647(17) 487(17) 82 2,22

Extracto etanólico 49,5% (v/v) a 30 °C, separación por SPE para eliminación de azúcaresdel extracto, separación e identificación por cromatografía gaseosa unida a espectrometríade masa (GC-MS).

(Augusto et al., Food Sci. Technol, 34(4): 667-673, 2014)

19

Genotipo 23-2 (7,2% b.h.)


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.)


Actividad antioxidante por ORAC: 22.154 μmol ET/100 g o 23.568 μmol ET/100 g m.s.

20

Polvo de frutos de murtilla deshidratado por convección con aire

genotipo 23-2

Genotipo 23-2 (6,7% b.h.)


Actividad antioxidante por ORAC: 20.217 μmol ET /100 g o 20.732 μmol ET/100 g m.s.

Distribución de tamaño:

70% - 0,24 mm

24,2% - 0,15 mm

Polvo de frutos de murtilla deshidratado por atomización

Contenido de polifenoles totales: 368 mg AGE/100 g

Actividad antioxidante por ORAC: 6.698 μmol ET/100 g

Genotipo 19-1 base (3,3% b.h.)

21

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

Láminas de frutos de murtilla deshidratadas por secador de rodillos

Polvo genotipo 23-2 (8,6% b.h.)


Actividad antioxidante por ORAC: 46.813 μmol ET/100 g o 48.764 μmol ET/100 g m.s.

Polvo de frutos de murtilla deshidratado por liofilización

22

Secado por convección con aire (HAD) versus liofilización (FD)

(Alfaro et al., Journal of Food Research, 3: 73-82, 2014)

Efecto antioxidante: peroxidación lipídica

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.

Bodipy C-11B

C

D

E

24

Ranking de funcionalidad cardioprotectora

fruto fresco

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.

2011

2012

25

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, 19-

01, 22-01, 23-02 y 27-01).

Funcionalidad cardioprotectora

fruto deshidratado en polvo y entero

Yogurt

Tratamiento

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

26

Hojuela de avena

Polvo de frutos demurtilla genotipo 23-2

Index Salus Ltda.

Avensur

(Inmobiliaria Bretaña Ltda.)

Publicaciones sobre murtilla (Ugni molinae Turcz.) en Scopus

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Número

Año

Murtilla o murta o Ugni molinae

Artículos/año

Artículos acum./año

75

27

Productos en base a murtilla (Ugni molinae Turcz.)

Productos en base a murtilla (Ugni molinae Turcz.)

28

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)

29

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.

(Embrapa, 2004)

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

30

Productos en base açaí (Euterpe oleracea Mart.)

Publicaciones sobre el açaí (Euterpe oleracea Mart.) en Scopus

0

50

100

150

200

250

300

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Número

Año

Açai o Euterpe oleracea

Artículos/año

Artículos acum./año

278

31


Superfoods

El Açaí un Súper alimento antioxidante


Antocianinas

y vitaminas

Vitamina A

Vitamina C

http://drasanvi.com/producto/super-alimentos-acai/

32



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 µg ER 800

Vitamina C mg 60

ER :Equivalente de retinol

33

Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): composición química y valor nutricional

(Schauss, A.G., Bioactive Foodsin Promoting Health, 2010)

Dosis diaria de referencia (DDR) para adultos

y niños mayores de 4 años de edad

RESOL. EXENTA Nº 393/02

DDR o VRD

Vitamina A µg ER 800

Vitamina C mg 60

ER :Equivalente de retinol

IU: Unidad Internacional

1 UI retinol (Vitamina A) = 0,3 µg retinol

= 300,6 µg retinol

Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): antocianinas

(Agawa et al., Food Scienceand Technology Research,2011)

34

Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): antocianinas en productos procesados

(Constant, 2003)

Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): antocianinas en productos procesados

(Constant, 2003)

35

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)

36

Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): productos en USA

Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): actividad biológica

(Yamaguchi et al., Food Chemistry, 2015)

37

Fruto açaí (Euterpe oleracea Mart.): productos en Brasil

Alimentos funcionales y propiedades

saludables de los alimentos

38

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).

La legislación chilena no ha incorporado la

definición de AF en el Reglamento Sanitario de

Alimentos (RSA).


39

Logo de FOSHU y alimentos japoneses FOSHU


(Bleiel, 2010)

Investigación científica, desarrollo e innovación


40

(Bleiel, 2010)



(Bleiel, 2010)


YogurtLactobacillus casei

imunitas ®

Danone


41

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)

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.


42

Porcióndeconsumohabitual

Porción de consumohabitual = 20 g < 30 g

Se debe calcular para 50 g

100 g de producto – 1 g grasa total50 g de producto – 0,5 g grasa total

Porción de 50 g tiene 0,5 g grasatotal que es menor a los 3 g,entonces:

Aplica el descriptor: Bajo aporte engrasa total

http://vida.sanjorge.cl/productos

/pavo-pechuga-cocida


Consideraciones finales

43

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.

Consideraciones finales

Gracias

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