Analytical, agronomic, and biological evaluation of phenolic compounds in olea europaea products and by-products

Resumen

El olivo (Olea europaea) es uno de los elementos más característicos del paisaje mediterráneo. Tanto por sus aceitunas como por el aceite obtenido de sus frutos, el olivo ha sido siempre una de las bases alimenticias más importantes que ha acompañado a las civilizaciones de la cuenca mediterránea. Asimismo, desde la antigüedad sus hojas han sido apreciadas por sus propiedades medicinales. En las últimas décadas, se han realizado extensas investigaciones sobre los efectos beneficiosos de los productos del olivo sobre la salud humana. Dichas investigaciones han puesto de manifiesto el papel que juegan los compuestos fenólicos en las propiedades beneficiosas del olivo. La presente tesis doctoral supone un nuevo aporte científico acerca de productos del olivo como las aceitunas y el aceite de oliva virgen, y de subproductos como las hojas de olivo. Concretamente, esta tesis aborda la identificación y la cuantificación de los compuestos fenólicos, así como la evaluación de dichos compuestos a lo largo del tiempo, en los principales productos y subproductos de seis variedades de olivo entre las más expandidas actualmente en España. Por otra parte, se ha introducido también un estudio preliminar de la bioactividad de los compuestos fenólicos de la hoja de olivo. Por lo tanto, esta tesis doctoral se estructura en seis capítulos. El capítulo 1 se considera una introducción donde se ofrece una visión general de la importancia de la hoja de olivo como importante subproducto de la industria del aceite de oliva. También se lleva a cabo una revisión de las distintas clases de compuestos fenólicos presentes en la hoja de olivo, y se exponen los procedimientos de extracción y las herramientas de análisis empleados para la determinación de dichos compuestos. Asimismo, se resumen en una gran parte del capítulo, los factores abióticos y bióticos que afectan cualitativamente y cuantitativamente al contenido de los compuestos fenólicos en la hoja. Y por último, se subraya el potencial saludable de estos compuestos fenólicos exponiendo los diferentes estudios in vitro e in vivo llevados a cabo en la última década. El capítulo 2 versa sobre la identificación y la cuantificación de la fracción fenólica de hoja de olivo de las variedades ‘Arbequina’ y ‘Picual’ y, por primera vez, de la variedad ‘Sikitita’. ‘Sikitita’ es una nueva variedad recién obtenida dentro de un programa de mejora genética llevado a cabo entre el IFAPA de Córdoba y la Universidad de Córdoba. En este capítulo se demuestra también la eficacia de la cromatografía líquida de alta resolución acoplada a un detector de diodos y a un espectrómetro de masas de tiempo de vuelo con ionización por electrospray (HPLC-DAD-ESI-TOF-MS) para la determinación de los compuestos fenólicos de la hoja de olivo. Esta herramienta ha permitido destacar los perfiles fenólicos de las tres variedades, así como la comparación entre los perfiles fenólicos de la variedad ‘Sikitita’ y sus progenitores ‘Picual’ y ‘Arbequina’. Cabe destacar que los olivos de las tres variedades fueron cultivados bajo las mismas condiciones agronómicas y ambientales. El capítulo 3 se centra principalmente en el efecto de la variedad y la época de muestreo sobre la variación en el contenido fenólico de la hoja de olivo. Para ello, se han usado muestras de hojas de olivo de las variedades ‘Arbequina’, ‘Picual’, ‘Sikitita’, ‘Arbosana’, ‘Changlot Real’ y ‘Koroneiki’ cultivadas en las mismas condiciones ambientales y agronómicos, en el IFAPA de Córdoba. La toma de muestras se realizó en cuatro épocas diferentes a lo largo de la maduración de las aceitunas (junio, agosto, octubre y diciembre), y posteriormente se llevó a cabo el análisis de compuestos fenólicos mediante HPLC-DAD-ESI-TOF-MS. Además, los contenidos de los compuestos fenólicos se analizaron utilizando herramientas quimiométricas con el fin de clasificar las muestras en función de su variedad y el momento del muestreo. El capítulo 4 vuelve a emplear el mismo esquema de trabajo desarrollado en el capítulo 2, y además incluye un estudio preliminar acerca de la bioactividad de los extractos de hoja de olivo. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en el capítulo 3, se llevó a cabo un nuevo muestreo de las variedades ‘Arbequina’, ‘Picual’ y ‘Sikitita’ en diciembre. A continuación, se determinaron los compuestos fenólicos en las diferentes hojas de olivo mediante HPLC-DAD-ESI-TOF-MS. Por último, los extractos fenólicos de las hojas de olivo se utilizaron para la evaluación in vitro de sus propiedades inmunomoduladoras. Este estudio se llevó a cabo gracias a la colaboración con el grupo de “Farmacología de Productos Naturales” del Departamento de Farmacología de la Universidad de Granada. El capítulo 5 describe el estudio de los patrones de variación de los compuestos fenólicos de seis variedades de aceituna (‘Arbequina’, ‘Picual’, ‘Sikitita’, ‘Arbosana’, ‘Changlot Real’ y ‘Koroneiki’) a lo largo de su proceso de maduración. Cabe destacar que en este capítulo se estudia, por primera vez, el perfil fenólico y su evolución durante la maduración de cuatro de estas variedades (‘Sikitita’, ‘Arbosana’, ‘Changlot Real’ y ‘Koroneiki’). Las muestras de aceituna se tomaron en los mismos cuatro tiempos previamente mencionados en el capítulo 3. El análisis de la fracción fenólica se realizó mediante HPLC-DAD-ESI-TOF-MS. Además, se determinaron otros parámetros tales como el índice de madurez, el tamaño de los frutos, así como su humedad y contenido en aceite con el fin de encontrar una posible relación entre estos parámetros y los perfiles de compuestos fenólicos. Del mismo modo que para las hojas de olivo, se llevó a cabo un estudio quimiométrico usando los contenidos en compuestos fenólicos como parámetros de discriminación para poder diferenciar entre las variedades y el momento del muestreo. El capítulo 6 presenta el último trabajo llevado a cabo en la presente tesis doctoral y describe el análisis de la fracción fenólica de aceite de oliva virgen comparándolo con el contenido en compuestos fenólicos de sus aceitunas de proveniencia. De esta manera, teniendo en cuenta la disponibilidad de aceite de oliva virgen procedente de las aceitunas de las seis variedades estudiadas durante la tesis doctoral, y que todas las variedades se cultivaron en el mismo campo experimental y bajo las mismas condiciones agronómicas y ambientales, se determinaron los compuestos fenólicos de aceitunas y aceites mediante HPLC-DAD-ESI-TOF-MS. A continuación se realizó una comparación tanto cualitativa como cuantitativa de los compuestos fenólicos entre aceitunas y aceites de cada una de las seis variedades estudiadas. Además, se calcularon los grados de transferencia de los compuestos fenólicos de las aceitunas al aceite con el fin de determinar el efecto de la variedad en esa transferencia y en la presencia o no de determinados compuestos fenólicos. Por último, el análisis de componentes principales se empleó para evaluar el efecto genético en los perfiles fenólicos de aceitunas y aceites.