Aplicaciones de interés en el campo de la metabolómica de alimentoscaracterización de productos y subproductos derivados del olivar

Resumen

En las últimas décadas, el aceite de oliva ha sido considerado como un claro ejemplo de alimento funcional, existiendo una fuerte asociación entre su consumo y la disminución del riesgo de padecer ciertas enfermedades, particularmente las provocadas por el estrés oxidativo. Este motivo, sumado a sus distintivas características organolépticas, que le otorgan un alto valor culinario, ha producido la expansión de su consumo por todo el mundo. Así, la globalización del sector del aceite de oliva y la aparición de nuevas zonas de producción más allá de la Cuenca del Mediterráneo, está empujando a los productores a buscar la diferenciación de sus productos en un mercado cada vez más competitivo. Algunas estrategias empleadas se basan en utilizar etiquetado que haga alusión al origen geográfico o varietal del aceite, o bien, en intentar explotar la declaración de propiedades saludables debidas a algunos compuestos bioactivos. En cualquiera de los casos, es necesario disponer de potentes herramientas analíticas que sean capaces de autentificar el origen o caracterizar de manera exhaustiva el perfil composicional del aceite de oliva virgen. Por otro lado, si bien el aceite es el principal producto derivado del cultivo del olivo, no es el único; de hecho, actualmente el proceso de transformación de la aceituna y la valorización de sus subproductos son considerados partes de un mismo ciclo integral de aprovechamiento. En la actualidad, se están desarrollando nuevos procedimientos de procesado que eviten la generación de subproductos, por ejemplo, buscando el aprovechamiento integral de cada una de las partes del fruto (piel, pulpa, hueso y semilla)). Como consecuencia, están apareciendo nuevos productos derivados del olivo con potenciales aplicaciones como ingredientes en alimentación funcional y en cosmética cuya composición, por el momento, no ha sido evaluada. Para conseguir la utilización de estos productos a nivel industrial es imprescindible caracterizarlos profundamente, lo que además podría ayudar de manera considerable a ahondar en la comprensión de sus efectos fisiológicos. La Metabolómica ofrece herramientas muy valiosas para ahondar en el estudio del aceite de oliva y de estos nuevos productos. Por ello, el objetivo principal de esta Tesis Doctoral ha sido la evaluación del potencial de diferentes aproximaciones y herramientas metabolómicas, complementarias entre sí, para obtener información sobre el metaboloma de productos y subproductos derivados del olivar (ya sea para autentificar su origen geográfico y botánico, para ser capaces de cuantificar de forma precisa algunos de sus metabolitos más relevantes, o para llevar a cabo la caracterización de nuevas matrices prácticamente inexploradas). La memoria aquí recogida se ha estructurado en dos partes principales : la Introducción, que trata de ofrecer una visión general de los temas tratados en la tesis y contextualizar el trabajo presentado; y la Parte experimental, resultados y discusión, que recoge todo el trabajo experimental llevado a cabo, los resultados más relevantes y las conclusiones de mayor interés. La segunda parte está dividida en dos secciones temáticas, relacionadas con las aproximaciones analíticas puestas a punto para la caracterización de las muestras objeto de estudio. La Sección I versa sobre el desarrollo y aplicación de metodologías “single-class” o lo que es lo mismo, centradas en la determinación de un número limitado de compuestos pertenecientes a una determinada familia química. En ella se recoge la optimización de metodologías para la determinación targeted de compuestos triterpénicos y fenólicos, usando distintas plataformas analíticas (LC-DAD, LC-FLD, LC-ESI-IT MS, LC-ESI-QTOF MS y LC-APCI-QTOF MS) y tratamientos de muestra novedosos como la simple dilución del aceite en un disolvente adecuado. Los métodos validados se han aplicado al estudio de aceite de oliva y tejidos vegetales (hojas, piel y pulpa de aceituna). En esta sección también se presenta un estudio comparativo de las principales metodologías existentes para la determinación del contenido fenólico del aceite de oliva, en el que se pone de manifiesto la gran variabilidad que puede encontrarse en bibliografía a la hora de expresar los resultados y se remarca la necesidad de consenso en cuanto a las condiciones de la declaración de propiedades saludables del hidroxitrosol y derivados. La Sección II está dedicada al desarrollo y aplicación de métodos “multi-class” en estudios metabolómicos “targeted” y “untargeted”. Incluye la puesta a punto de métodos LC-MS y GC-MS para la determinación simultánea de más de 40 compuestos minoritarios del aceite de oliva (pertenecientes a distintas familias químicas: compuestos fenólicos y triterpénicos, ácidos grasos libres, tocoferoles y esteroles) en un solo análisis. Además demuestra el potencial de este tipo de metodologías para diferenciar aceites de oliva vírgenes procedentes de distintas denominaciones de origen o producidos a partir de variedades de aceituna diferentes. En ambos casos, el uso de herramientas quimiométricas ha permitido encontrar potenciales marcadores varietales y de origen geográfico. Esta sección también contiene la caracterización de dos nuevos productos derivados del olivar (un nuevo tipo de aceite de oliva y harina de aceituna), que se obtienen aplicando un nuevo proceso que pretende reducir la generación de subproductos y comprende etapas de deshuesado, deshidratado y prensado de la pulpa. Por último, se presenta un estudio del perfil metabólico de ocho matrices derivadas del olivo, incluyendo tejidos vegetales y aceites empleando distintas plataformas analíticas (LC-ESI MS, LC-APCI MS y GC-APCI MS). En el mismo se evalúa la idoneidad de cada una de ellas para el análisis de distintas familias químicas detectadas (más de 150 metabolitos en total), destacando su complementariedad.