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Seguimiento de la melatonina durante la elaboración de vinos tintos y blancos: análisis formación por Saccharomyces y actividad antioxidante

  • Autores: María Isabel Naranjo Rodríguez
  • Directores de la Tesis: Emma Cantos Villar (dir. tes.), María del Carmen García Parrilla (dir. tes.)
  • Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2012
  • Idioma: español
  • Número de páginas: 155
  • Materias:
  • Enlaces
    • Tesis en acceso abierto en: Idus
  • Resumen
    • En la relación alimentación-salud, la presencia de compuestos con actividad biológica en alimentos cobra especial relevancia. Cada vez más la evidencia científica avala los beneficios del consumo de alimentos con compuestos con actividad biológica. M&aa cute;s allá del valor calórico y del contenido en nutrientes, los alimentos proporcionan una gran variedad de sustancias con propiedades potencialmente saludables. Aumenta así el interés científico por conocer la identidad de estos compuestos bioactivos y la necesidad de disponer de métodos analíticos que permitan obtener datos fiables en cuanto al contenido en los diferentes alimentos. Además, la comprensión de su origen y formación permite establecer estrategias conducentes a obtener alimentos más saludables de gran interés para el elaborador de productos alimenticios.Existen datos de que un consumo elevado de frutas y verduras aumenta la excreción urinaria de 6-sulfatoximelatonina, metabolito de la melatonina (Nagata et al., 2005). La melatonina es una molécula que ha dado lugar a una extensa bibliografía sobre sus propiedades biológicas por ser una hormona, presentar propiedades antioxidantes y tener una serie de efectos beneficiosos. Se ha verificado la capacidad de la melatonina de atrapar especies reactivas de oxígeno (ONOO-; NO.; H2O2 ) y además, el metabolito que se forma tras su oxidación la N1- acetil-N2-formil-5-metosikinuramina (AFMK) neutraliza los radicales hidroxilo y se ha aislado en diversos tejidos (Hardeland y Pandi-Perumal, 2005). Su administración crónica a ratones reduce el estrés oxidativo asociado al envejecimiento (Nogues et al., 2006).A diferencia de los compuestos polifenólicos, bioactivos ampliamente estudiados, las características de solubilidad de la melatonina permiten que atraviese bien las barreras fisiológicas. En la célula se ha encontrado en el citosol, núcleo, membranas celulares y mitocondria, es decir, está presente en aquellos lugares donde se producen las especies reactivas de oxígeno y el efecto de un antioxidante tiene mayor trascendencia (Hardeland et al., 2006).Esta Tesis Doctoral es el resultado de la realización del Proyecto de Excelencia financiado por la Junta de Andalucía titulado --Determinación de melatonina en uvas, vinos y otros alimentos de Andalucía? (P07-AGR-02480). Al inicio del presente trabajo, la presencia de melatonina en estos alimentos era una cuestión prácticamente inédita. Y por tanto, unos de los principales retos a afrontar fue disponer de métodos analíticos suficientemente sensibles para las concentraciones a analizar, específicos y reproducibles. La mayoría de los estudios se habían basado en el test ELISA, validado para fluídos biológicos (plasma y suero). No obstante, los alimentos presentan una gran complejidad y es preciso validar los métodos de análisis en estas matrices.La presente Tesis Doctoral tiene como principal objetivo la determinación de melatonina en uvas y vinos de Andalucía y realizar su seguimiento a lo largo del proceso de vinificación. Se pretende evaluar posibles efectos sobre la salud determinando sus propiedades antioxidantes y el contenido de otras aminas que pudieran estar presentes en estos vinos.Para alcanzar estos propósitos se plantaron las siguientes cuestiones, cuyas respuestas dieron lugar a los objetivos específicos y a las tareas a realizar de este trabajo de investigación:1. ¿Cómo medir el contenido de melatonina en uvas y vinos? El primer objetivo que se planteó es disponer de métodos analíticos validados para el análisis de melatonina en uvas y vinos. Por tanto, se necesita la puesta a punto del proceso de extracción y de métodos analíticos, sensibles y específicos. Se necesitan técnicas fiables para determinar el contenido en melatonina en uvas y vinos. Además, debe evitarse la alteración de la melatonina presente en la muestra y obtener una buena recuperación.Se evaluarán diferentes métodos y se determinará la sensibilidad y especificidad para determinar melatonina en alimentos. El método Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay (ELISA) utilizado para fluidos biológicos será validado para muestras de vino. Pero, dado que el precio del kit es elevado, se utilizarán otros métodos como la cromatografía líquida con detector de fluorescencia (HPLC-FL), más comunes en los laboratorios de análisis de alimentos. Para garantizar la inequívoca identificación de la melatonina se empleará la técnica de espectrometría de masas (LC-MS/MS). En el Capítulo 1 se llevan a cabo todos los hitos planteados y, además, se analizan las muestras de vino.2. ¿Dónde se encuentra la melatonina presente en las uvas? Y ¿Se modifica este contenido a lo largo del proceso de vinificación?El segundo objetivo es estudiar en qué parte de la uva se encuentra la melatonina (piel, pulpa o semilla) y proponer técnicas de vinificación encaminadas a salvaguardar la concentración de melatonina en el producto final. Asimismo, se pretende evaluar cómo inciden las distintas etapas del proceso de vinificación sobre la concentración de melatonina desde el mosto al vino.Se partirá de uvas cultivadas en el centro IFAPA Rancho de la Merced en condiciones perfectamente controladas. Se elegirán variedades de mesa y de vinificación (blancas y tintas), considerando aquellas más extendidas y de mayor importancia para Andalucía como las variedades autóctonas andaluzas, Palomino Fino y Tintilla de Rota. Se evaluará qué variedad es más productora de melatonina.A partir de ellas se ensayarán vinificaciones en condiciones controladas siguiendo el proceso en etapas clave. En el caso de vinificación en tinto las etapas clave son: el mosto inicial, el prensado y el deslío. En el caso de vinificación en blanco: el mosto inicial, el desfangado y el deslío, al objeto de conocer la evolución de la melatonina durante dichas etapas. Este estudio nos podría dar idea de cómo mejorar el contenido de melatonina en los vinos para darles un valor añadido como producto. Además, se incluye el estudio del contenido de melatonina en vinos elaborados con crianza biológica (bajo velo de flor), por su relevancia en Andalucía (Capítulo 2).3. ¿Podría Saccharomyces producir melatonina en las condiciones de fermentación? ¿Se comportan de la misma manera las diferentes cepas comerciales de uso frecuente en enología?Según un artículo publicado en 1999, S. cerevisiae fue capaz de sintetizar melatonina durante su crecimiento en medio de cultivo y en presencia de precursores como triptófano y serotonina (Sprenger et al., 1999). Por tanto, el tercer objetivo se centra en comprobar si ciertas levaduras pueden sintetizar melatonina durante la fermentación alcohólica. Existen diferentes cepas comerciales disponibles y resulta interesante estudiar su capacidad para producir melatonina. Las levaduras pueden ver afectado su metabolismo por las condiciones del medio y si se encuentran en fase de crecimiento celular o realizando la fermentación alcohólica. En el estudio se plantearán algunos de los factores que pueden afectar a la concentración de melatonina final. Para ello se seleccionarán cepas comerciales de la especie Saccharomyces y se estudiará si son capaces de formar melatonina en diferentes medios de cultivos (medio de cultivo YPD y en mosto sintético) que incluyen distintas concentraciones de azúcares reducidos (20 y 200 g L-1) y la presencia o no del aminoácido precursor de la melatonina, el triptófano (Capítulo 3).4. Además de la melatonina, ¿se producen otras aminas biógenas? La melatonina y algunas aminas biógenas como triptamina o serotonina presentan gran similitud estructural. Estas comparten ruta biosintética debido a que todas ellas se sintetizan a partir del aminoácido triptófano. Por otra parte, la presencia de compuestos como histamina, tiramina, cadaverina, etc. puede afectar a las propiedades organolépticas de los vinos. Además, es importante que tener en cuenta que las aminas biógenas pueden afectan negativamente a la salud dependiendo de la sensibilidad del individuo. Por tanto, resulta necesario evaluar ambos aspectos: el aumento en el contenido de melatonina como bioactivo que dé un valor añadido al vino y el contenido en otras aminas biógenas con las que comparte precursor (Capítulo 4) que permita evaluar la seguridad del producto.5. ¿Presentan la melatonina y compuestos relacionados actividad antioxidante con los métodos in vitro?Con el fin de avanzar en el conocimiento de la actividad de este compuesto debido a su estructura, se propuso un estudio comparativo entre compuestos con la misma estructura indólica. Además de la melatonina, compuestos como la serotonina, triptamina, N-acetil-serotonina o el ácido indol-3-acético se encuentran de forma natural en animales y plantas pero su presencia en alimentos es poco estudiada. Con el fin de poder comparar entre ellos y con otros compuestos de probada actividad biológica, como los compuestos fenólicos, presentes en vino, se realizará un estudio de la actividad antioxidante con métodos tradicionalmente usados para valorar el poder antioxidante de una matriz alimentaria (Capítulo 5). En resumen, los objetivos a los que se ha llegado a la hora de realizar esta Tesis se pueden son:1. Poner a punto y validación de un método de análisis sensible, específico y reproducible para la determinación de melatonina en vinos. Se realizará la evaluación de distintas técnicas: ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay), cromatografía líquida de alta eficacia con detector de fluorescencia (HPLC-FL) y espectrometría de masas (LC-MS/MS) para el análisis de melatonina en vinos y el estudio de sus ventajas e inconvenientes.2. Determinar melatonina en uvas cultivadas y en vinos producidos en Andalucía.3. Estudiar la evolución de la melatonina a lo largo de la vinificación y plantear tratamientos y métodos de vinificación para aumentar su contenido en vinos.4. Estudiar la síntesis de melatonina llevada a cabo por distintas cepas de la especie Saccharomyces.5. Estudiar la evolución conjunta de la melatonina y las aminas biógenas para poder identificar procesos que mejoren la calidad de los vinos.6. Comparar la actividad antioxidante entre compuestos indólicos y compuestos fenólicos presentes en los vinos.


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