Efecto del pH sobre la capacidad antioxidante en vino modelo : interacción entre hierro y compuestos fenólicos

Abstract

Chile es uno de los diez mayores productores de vino en el mundo y el cuarto exportador a nivel global, alcanzando una producción de más de mil millones de litros en el año 2016. Para la elaboración de vinos de calidad, existen diversas variables de importancia tales como la temperatura de producción, los niveles de exposición al oxígeno, el pH, el contenido de compuestos fenólicos, metales, entre otros. De hecho, el vino (particularmente el vino tinto) es un producto reconocido por su alta concentración de compuestos fenólicos y capacidad antioxidante (CA), los que se vinculan no solo a determinadas propiedades fisico-químicas y sensoriales, si no que a los potenciales efectos beneficiosos sobre la salud derivados de su consumo moderado. En este trabajo, se realizó un análisis para evaluar la contribución relativa de diversos constituyentes del vino a la capacidad antioxidante. Las variables en estudio fueron: pH, hierro y concentración de ácido galico (AG) o catequina (CAT) o ácido cafeico (CAF) según correspondiera, y los resultados fueron analizados mediante un diseño Screening Factorial 23 con el objetivo de obtener la capacidad antioxidante por el método Ensayo de DPPH. Para cada solución modelo donde los compuestos fenólicos fueron AG y CAT, se observó que solo estos generaron una contribución significativa y positiva a la capacidad antioxidante, resultando no significativas las variables: pH, hierro y sus interacciones. En cambio, para la solución modelo conteniendo CAF se obtuvo que la concentración de Fe (III), fue la única variable significativa, con contribución positiva a la CA, probablemente debido a la formación de ácido caftárico, el cual podría coordinar al Fe (III). De acuerdo a estos últimos resultados, se realizó un cuarto experimento, donde se utilizó Fe (II) en vez de Fe (III), en las mismas condiciones del experimento anterior, y se obtuvo un resultado diferente: las variables pH, CAF y la interacción pH-Fe(II) resultaron significativas, la primera con contribución negativa y las dos restantes con contribución positiva. El pH podría afectar la cupla redox Fe(II)/Fe(III) y esto influir en la coordinación del ácido caftárico. Para comprobar el estudio anterior, se realizó otro experimento para evaluar la CA, pero en vino tinto real. Para este efecto, se utilizó un tratamiento con resina de intercambio catiónico para analizar un mismo vino a diferentes pH y concentración de hierro, de esta forma se obtuvo: un vino a pH 2,3 y ≈0 mg L-1 de hierro (Vino CR) y un vino a pH 3,4 y ≈1 mg L-1 de hierro (Vino SR). Mediante el método ORAC-FL, la CA inicial de ambos vinos disminuye en el tiempo, lo contrario se observó por el método DPPH, la CA aumentaba, probablemente por efecto de reacciones de copigmentación en el vino. Para estudiar el efecto del hierro se fortificó ambos vinos a una concentración de 5 mg L-1 de hierro (III), se obtuvo, inicialmente, que por ORAC-FL la capacidad antioxidante aumentó en comparación al vino sin dopar y, al transcurrir 21 dias ocurría lo mismo. Por DPPH la capacidad antioxidante de los vinos fortificados fue menor frente a los no fortificados y esto se mantuvo en el tiempo. Respecto al estudio del efecto de pH en el vino, los resultados demostraron que el pH no tenía mayor incidencia en la capacidad antioxidante por el método ORAC-FL, probablemente debido a que este implica el uso de buffer a pH 7,4. Mediante DPPH se observó un aumento de la CA para vinos SR y CR a medida que aumentaba el pH en el rango 3,0>pH>4,0 y, en el tiempo, sólo se observó un aumento de la CA en los vinos SR

Chile is one of the ten wine-producing countries in the world and the fourth of wineexporting countries, reaching a production of over a billion liters in 2016. In the production of quality wines there are many important variables such as oxigen exposure, pH, phenolic content, metals, among others. In fact, wine (red wine, particularly), is known for its high phenolic content and antioxidant capacity that are not just related to physicochemical and sensory properties but also to the potential beneficial effects on health derived from moderate consumption. In this research an analysis to evaluate the relative contribution of various constituents of the wine to the antioxidant capacity was performed. The variables under study were: pH, iron and gallic acid (AG) or catechin (CAT) or caffeic acid (CAF), and the results were analyzed through an Screening factorial 23 design with the goal to obtain the antioxidant capacity by DPPH. In the model wine solution with AG and CAT was observed that only these factors generated a significant and positive contribution to the antioxidant capacity resulting in non significant variables: pH, iron and their interactions. However, for the solution containing CAF, the Fe (III) concentration was the only significant variable, with a positive contribution to CA, probably due to the formation of caftaric acid, which could coordinate Fe (III). According to the latter results, a fourth experiment was performed, where Fe (II) was used instead of Fe (III), under the same conditions of the previous experiment, and a different result was obtained: pH, CAF and the pH-Fe (II) interaction were significant, the first with negative contribution and the remaining two with a positive contribution. The pH could affect the Fe (II) / Fe (III) redox couple and this may influence the caftaric acid coordination. To verify the previous study, another experiment was conducted to evaluate CA, but now in real red wine. For this purpose, a cation exchange resin treatment was used to obtain the same red wine at different pH and iron concentration: CR Wine (pH 2.3, ≈0 mg L-1 iron), SR Wine (pH 3,4; ≈1 mg L-1 iron). By ORAC-FL method, the initial CA of both wines decreased over time, on the other hand by the DPPH method was observed, the CA increased, possibly due to co-pigmentation reactions in wine. To study the iron effect, both wines were fortified at a concentration of 5 mg L-1 of iron (III). Initially by ORAC-FL it was found that the antioxidant capacity increased compared to non-fortified wine, after 21 days the same result was obtained. By DPPH method the antioxidant capacity of fortified wines was lower compared to nonfortified wines and this was maintained over time too. Regarding the pH study effect in wine, the results showed that the pH had no higher incidence in the antioxidant capacity by the ORAC-FL, probably because this method involves the use of buffer at pH 7.4. DPPH increased the antioxidant capacity for SR and CR wines as the pH increased in the range 3.0> pH> 4.0 and, over time, only an increase in AC was observed in SR wines