De la uva al vino : estudio de las propiedades antioxidantes y dilucidación de los mecanismos de acción de sus compuestos polifenólicos

Abstract

El objetivo general de esta tesis fue evaluar los cambios en las características antioxidantes, es decir perfil polifenólico y capacidad antioxidante, a lo largo del proceso de vinificación de variedades de uvas Vitis vinifera L. tintas producidas en Argentina. Las variedades estudiadas fueron Syrah, Merlot y Cabernet Sauvignon. Las muestras analizadas fueron la uva, como materia prima del proceso, el orujo y la fermentación alcohólica, como intermediarios generados, y el vino, como producto elaborado final. Se estudió el contenido de polifenoles totales (PT) por la técnica de Folin-Ciocalteu y el perfil de compuestos polifenólicos por HPLC-DAD-ESI-QTOF. La capacidad antioxidante (CA) se evaluó mediante ensayos in vitro (FRAP, ABTS y DPPH) y ensayos in vivo (sobrevida, oxidación intracelular, actividad de GPx y GR, y estudios proteómicos) empleando a Saccharomyces cerevisiae como modelo biológico. Los resultados obtenidos del estudio del contenido de polifenoles totales (PT) demostraron que ninguna variedad se caracterizó por el mayor contenido de PT en todas las muestras estudiadas a lo largo de la vinificación, sino que éste fue dependiente de la etapa del proceso analizado. El perfil de polifenoles fue característico de cada variedad, sufriendo importantes cambios cuali y cuantitativos durante la vinificación. La variedad Syrah se caracterizó por el mayor contenido en compuestos antocianos; Merlot se destacó por su mayor contenido en trans-resveratrol; mientras que el perfil característico de Cabernet Sauvignon fue determinado por la etapa del proceso de vinificación analizada. El estudio de la CA in vitro e in vivo mostró diferencias entre variedades y muestras a lo largo de la vinificación. La utilización del análisis de correlación canónica (ACC) y análisis de regresión múltiple (ARM) permitieron explicar dichas diferencias, poniendo en evidencia la alta influencia del tipo y contenido (perfil cuali y cuantitativo) de compuesto polifenólico sobre la bioactividad de las muestras. Específicamente, el ARM permitió demostrar que esta propiedad sería el resultado de la combinación de efectos antioxidantes y pro-oxidantes que los compuestos polifenólicos ejercen sobre las mismas. La variedad Syrah fue la que presentó la mayor CA in vivo, como consecuencia de su perfil polifenólico caracterizado por el mayor contenido en compuestos antocianos. Además, se observó que el mayor contenido de trans-resveratrol en la uva y el vino Merlot contribuyó a su menor CA. Entre las muestras estudiadas, la uva (materia prima del proceso) presentó la mayor bioactividad como consecuencia de su perfil polifenólico diferencial (con mayor contenido de kaempferol-3-O-glucósido y ácido fertárico) en comparación al vino y el orujo (con mayor contenido de etil galato). Uno de los mecanismos por los cuales los polifenoles ejercerían su acción biológica es el incremento en la actividad de las enzimas antioxidantes GPx (glutatión peroxidasa) y GR (glutatión reductasa) con una consecuente disminución en la oxidación intracelular. Asimismo, a través de estudios proteómicos, se observó que los polifenoles del vino modifican la expresión de ciertas proteínas de S. cerevisiae. En este sentido, los resultados obtenidos sugieren que la actividad biológica observada sería consecuencia del efecto hormético de los polifenoles sobre la célula, lo que implicaría que los polifenoles actuarían como leves agentes pro-oxidantes, induciendo en la célula una respuesta adaptativa, probablemente activando la síntesis de proteínas en respuesta a estrés e induciendo la actividad de enzimas antioxidantes, que la prepara para hacerle frente a situaciones de estrés más severas. Finalmente, se estudió la estabilidad y bioaccesibilidad de los polifenoles de la uva y el vino, utilizando un modelo que simula la digestión gastro-intestinal humana y posterior absorción a través del epitelio intestinal. Los resultados mostraron que la digestión de la uva en la boca y el estómago incrementan lo bioaccesibilidad de sus PT, mientras que en el vino (matriz alimenticia líquida) estos compuestos ya se encuentran todos bioaccesibles. El perfil de polifenoles se modificó a lo largo del proceso digestivo como consecuencia de los cambios de pH y la actividad de las enzimas digestivas. Menos del 50 % de los polifenoles iniciales fueron detectados en la fracción biodisponible (aquellos que atravesarían la pared del intestino), y en la colon viable (aquellos que quedarían retenidos en el intestino grueso). Los antocianos fueron encontrados entre los compuestos con mayor porcentaje de recuperación en ambas fracciones tanto para uva como para vino. El análisis conjunto de los resultados obtenidos permite concluir que la CA de la uva tinta Vitis vinifera L. y los productos derivados del proceso de vinificación, el vino y el orujo, sería función del perfil cuali-cuantitativo de polifenoles de la muestra. La variedad Syrah fue la que presentó la mayor CA in vivo y los antocianos fueron, dentro de las distintas familias de polifenoles, los más importantes para la CA in vitro e in vivo observada. La actividad biológica observada sería consecuencia del efecto hormético de los polifenoles sobre la célula. Se evidenció que el verdadero rol biológico de los polifenoles no solo dependería de sus estructuras químicas, sino que además estaría ampliamente influenciado por el entorno en el que se encuentran: es decir, el tipo de alimento, el procesamiento del mismo, la interacción con componentes celulares, y la estabilidad y bioaccesibilidad bajo las condiciones del tracto digestivo.