Desarrollo de metodologías analíticas para la determinación de polifenoles en matrices alimentarias. Evaluación de la estabilidad y de las propiedades bioactivas. Development of analytical methodologies for the determination of polyphenols in agri-food matrices. Evaluation of stability and bioactive properties

Resumo

En las últimas décadas, las investigaciones realizadas sobre los compuestos bioactivos naturales, como los compuestos fenólicos, han despertado un especial interés debido a su potencial para retrasar, e incluso prevenir, ciertas enfermedades no transmisibles. Por ello, numerosos sectores industriales están promoviendo su uso como ingredientes bioactivos para el desarrollo de productos funcionales que garanticen una mayor seguridad, y explorando alimentos que promuevan el bienestar. La síntesis de compuestos fenólicos lleva asociada numerosas restricciones tecno-económicas. Así, en la actualidad, se están explorando vías alternativas para su obtención a partir de biorresiduos y subproductos generados por la industria agroalimentaria. Este planteamiento permite obtener compuestos de alto valor añadido a partir de materias primas de bajo coste, además de contribuir a una gestión sostenible de los recursos. Sin embargo, para extraer, caracterizar y evaluar la calidad de los extractos fenólicos recuperados a partir los biorresiduos agroalimentarios, es imprescindible diseñar estrategias analíticas que estén en consonancia con los principios de química verde y que contribuyan a alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible. En particular, en esta Tesis Doctoral se ha evaluado el potencial de residuos agroalimentarios de gran relevancia e impacto socioeconómico, como la levadura de cerveza, los posos del café, las cáscaras de naranja, mandarina y limón, las semillas de mora y de uva, los orujos y las uvas descartadas, para la obtención de extractos ricos en polifenoles con potencial aplicación industrial. Así, se han desarrollado e implementado métodos de extracción sólido-líquido (SLE) y de dispersión de matriz en fase sólida (MSPD), combinados con la cromatografía líquida convencional y capilar, acoplada a detectores UV-Vis (cLC-DAD) y/o analizadores de masas (cLC-DAD-ESI-MS, HPLC-DAD-ESI-MS2 y HPLC-ESI-MS/MS). Complementariamente, se han utilizado métodos espectrofotométricos y de microscopía electrónica de transmisión para la determinación del contenido total de polifenoles y de flavonoides, así como para la evaluación de las propiedades antioxidantes, anticancerígenas, antimicrobianas y neuroprotectoras de los extractos fenólicos. Por otro lado, cuando se postulan los posibles beneficios para la salud de un alimento o producto funcional, es fundamental considerar cómo afecta el procesado del mismo y el proceso de digestión en la estabilidad de los polifenoles, ya que esta última determinará su bioaccesibilidad y, por ende, su bioactividad. Por ello, en esta Tesis Doctoral, se ha investigado el impacto del método de secado de la muestra en el contenido fenólico y la capacidad antioxidante; así como del procesado de las hojas de té (Camelia sinensis), en las características fisicoquímicas, la actividad antioxidante y la estabilidad digestiva y bioaccesibilidad de los polifenoles, tras un proceso de digestión gastrointestinal in vitro. Además, se han aplicado métodos quimiométricos como el diseño experimental y el análisis de componentes principales, para la determinación de las condiciones óptimas de extracción en los métodos desarrollados, y para abordar la caracterización y la correlación entre las propiedades evaluadas y los contenidos fenólicos determinados. Los resultados obtenidos han permitido constatar el potencial de los residuos de la industria agroalimentaria evaluados como fuente de compuestos fenólicos, tales como el ácido clorogénico, la catequina, la hesperidina o la naringina, con propiedades antioxidantes, antimicrobianas y neuroprotectoras, y con aplicación en numerosas industrias. Asimismo, se ha demostrado el efecto significativo de la liofilización de la muestra, y del proceso de descafeinado y del nivel de fermentación de las hojas de té, en la estabilidad y la bioaccesibilidad de los compuestos fenólicos, siendo determinante para poder comprender sus efectos beneficiosos en la salud.