Capacidad antioxidante de diferentes variedades de cebolla
Antioxidant capacity of different onion cultivars

Abstract

The total antioxidant activity (expressed as mmol Trolox/kg of fresh onion) was determined in six cultivars of onions produced in Tenerife in order to find out differences between them. The decrease of absorbance, at 734 nm, of an ABTS (2.2´-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diamonium salt solution in presence of the onion sample was measured. The antioxidant activity of the onion decreases significantly from the external leaves to the internal leaves. The mean antioxidant activity of all the onion samples analyzed was 0.579 ± 0.304 mmol/kg, ranging between 0.349 ± 0.084 mmol/kg and 0.696 ± 0.371 mmol/kg. The Guayonje cultivar presented the highest mean value 0.696 ± 0.371 mmol/kg, with significant differences with respect to the San Juan de la Rambla (0.349 ± 0.084 mmol/kg) and Texas (0.398 ± 0.058 mmol/kg) cultivars, which presented the lowest antioxidant activities. Besides, it was observed that the red color of the onion was related with a higher antioxidant activity.

Se determinó la actividad antioxidante total (expresada como mmoles Trolox/kg de cebolla fresca) de seis variedades de cebolla producidas en Tenerife, con objeto de establecer diferencias entre sí. Para ello se midió el descenso de la absorbancia, medida a 734 nm, que experimenta una disolución de ABTS (2,2´-azinobis-3-etilbenzotiazoline-6-ácido sulfónico) en forma de sal diamónica en presencia de la muestra. La actividad antioxidante media de todas las muestras de cebollas analizadas fue de 0,579 ± 0,304 mmol/kg, oscilando entre 0,349 ± 0,084 mmol/kg y 0,696 ± 0,371 mmol/kg. La actividad antioxidante disminuye de forma significativa desde el exterior hacia el interior de la cebolla. La variedad Guayonje presentó el valor medio mayor, 0,696 ± 0,371 mmol/kg, con diferencias significativas con respecto a las variedades San Juan de la Rambla (0,349 ± 0,084 mmol/kg) y Texas (0,398 ± 0,058 mmol/kg), las cuales presentaron las actividades antioxidantes más bajas. También se puso de manifiesto que el color rojizo de la cebolla está relacionado con una mayor actividad antioxidante.

Keywords:

• onion
• cultivar
• antioxidant capacity
• ABTS
• Tenerife

Palabras clave:

• cebolla
• variedad
• capacidad antioxidante
• ABTS
• Tenerife

Introducción

Las especies reactivas de oxígeno son moléculas altamente inestables con gran tendencia a oxidar numerosas sustancias o componentes estructurales celulares como ácidos nucleicos, proteínas o lípidos. Así, los radicales libres producen alteración funcional y estructural de distintos componentes celulares. Numerosos estudios relacionan a las especies reactivas de oxígeno con el envejecimiento y enfermedades degenerativas (Zafrilla et al., 2002) entre las cuales se incluyen determinados tipos de cáncer, arterioesclerosis, enfermedad cardiovascular, y Alzheimer.

El organismo dispone de distintos medios para mitigar o neutralizar radicales libres y protegerse así de sus acciones perjudiciales. En una primera línea de defensa antioxidante, se encuentran enzimas antioxidantes tales como superóxido dismutasa, catalasa, glutatión peroxidasa, etc., capaces de neutralizar estas especies reactivas de oxígeno (Veiga Álvarez, Aguilar Doreste, Calvo Varas, & Llanes Menéndez, 1997). Es fundamental señalar en este sentido la importancia que adquiere una correcta nutrición, ya que las enzimas necesitan determinados oligoelementos como zinc, cobre, manganeso, que actúan como grupos prostéticos. En una segunda línea se incluyen las sustancias antioxidantes que eliminan radicales libres. Estas sustancias son vitaminas antioxidantes tales como el ácido ascórbico (vitamina C), los tocoferoles (vitamina E), el β-caroteno; así como otros compuestos bioactivos presentes, fundamentalmente en alimentos de vegetal, tales como compuestos fenólicos o carotenoides (Zafrilla et al., 2002).

El potencial efecto antioxidante en la cebolla viene dado por la presencia en su composición química de compuestos fenólicos tales como flavonoides, compuestos azufrados responsables de la pungencia de la cebolla, y vitamina C (Shon, Choi, Kahng, Nam, & Sung, 2004; Lanzotti, 2006). Sin embargo, hay que señalar que cuando la cebolla se cuece (100 °C/60 min) se pierde aproximadente alrededor de la quinta parte de su actividad antioxidante (Makris & Rossiter, 2001).

El método ABTS se ha utilizado ampliamente con éxito para medir la actividad antioxidante de distintas sustancias (Miller & Rice-Evans, 1996). El ABTS⁺es un radical que una vez activado (oxidado) por medio de enzimas (peroxidasa, mioglobina) o químicamente (dióxido de manganeso, persulfato potásico) presenta varios máximos de absorción (414, 645, 734, 815 nm). De estos máximos de absorción se suele seleccionar el de 734 nm ya que al encontrarse próximo al espectro infrarrojo, se mitigan muchas de las interferencias debidas a los compuestos coloreados que absorben en el espectro visible (Kuskoski, Asuero, García-Parrilla, Troncoso, & Fett, 2004).

En este trabajo se ha determinado la actividad antioxidante total (expresada en mmoles Trolox/kg de cebolla fresca) en seis variedades de cebolla producidas en Tenerife para establecer diferencias entre ellas, y utilizar este dato como indicativo de calidad nutricional. Asimismo, se ha estudiado la influencia de la procedencia de las semillas y el color de la cebolla sobre la actividad antioxidante.

Material y métodos

Muestras

Se analizaron, por duplicado, un total de 90 muestras de cebollas, correspondientes a cinco variedades locales de cebolla procedentes de la isla de Tenerife (Masca, San Juan de la Rambla, Guayonje, Carrizal Alto, Carrizal Bajo) y una variedad comercial de referencia (Texas). Estas muestras fueron suministradas por el Centro de Conservación de la Biodiversidad Agrícola de Tenerife, dentro del proyecto europeo Interreg IIIB “Germobanco Agrícola de la Macaronesia”.

El cultivo de las cebollas se llevó a cabo en una misma finca situada en Valle Guerra, propiedad del Cabildo Insular de Tenerife. Todas las muestras estuvieron sometidas a las mismas condiciones medioambientales e iguales condiciones de abonado y riego.

Para realizar el estudio comparativo de la capacidad antioxidante en diferentes regiones anatómicas de la cebolla, se tomaron dos cebollas de la variedad Texas y se dividieron en tres submuestras: 1) Parte externa, formada por las tres hojas exteriores de las cebollas; 2) Parte media, son las siguientes tres hojas; 3) Parte interna, formada por las partes centrales de cada cebolla. De cada una de estas tres partes se analizaron cinco submuestras, es decir, se analizaron un total de 15 submuestras.

Reactivos y disoluciones

La actividad antioxidante se determinó mediante el método ABTS (Miller & Rice-Evans, 1996). Se utilizó Trolox (6-hidroxi-2,5,7,8-tetrametilcromo-2-ácidocarboxílico) suministrado por Sigma-Aldrich como antioxidante de referencia. El ABTS (2,2´-azinobis-3-etilbenzotiazoline-6-ácido sulfónico) en forma de sal diamónica (Sigma-Aldrich) se usó como reactivo generador de radicales libres. Dióxido de manganeso (Sigma-Aldrich). El dióxido de manganeso se empleó para oxidar el ABTS. Las determinaciones se realizaron en un espectrofotómetro UV-Vis (arreglo de diodos) Hewlett Packard Vectra XA equipado con un ordenador HP.

Para producir el radical ABTS⁺ se puso en contacto una disolución de ABTS (5 mM) en tampón fosfato salino (5 mM, pH 7,4) con el dióxido de manganeso durante 45 min. Para retirar el exceso de dióxido de manganeso se filtró la disolución a través de un filtro Whatman de 0,22 μm de tamaño de poro. Posteriormente, se diluyó esta disolución en tampón fosfato salino (5 mM, pH 7,4) hasta alcanzar una absorbancia de aproximadamente 0,7 ± 0,02 medida a una longitud de onda de 734 nm. Esta disolución se incubó a 30 °C hasta su posterior uso, y se preparó diariamente.

Se prepararon diariamente disoluciones estándar de trabajo de Trolox de concentraciones 0,0125; 0,0250; 0,0500; 0,1000 y 0,1250 mM a partir de una disolución estándar de concentración 2,5 mM en tampón fosfato salino (5 mM, pH 7,4). Se tomaron 200 μl de cada una de estas disoluciones estándar para proceder a la determinación.

Medida de la actividad antioxidante

Previamente se comparó la relación existente entre la capacidad antioxidante obtenida y la cantidad de muestra tomada para el análisis, con objeto de determinar qué cantidad de muestra tenía un valor de %AAT (% Actividad Antioxidante Total) dentro del intervalo lineal de la curva de calibrado. Para ello se tomaron cuatro alícuotas de diferente peso (0,5; 1; 1,5 y 2 g) de la misma muestra de cebolla homogeneizada.

Las muestras de cebolla, fueron lavadas, peladas y seguidamente homogenizadas utilizando una batidora Osterizer. A continuación, dichas muestras fueron congeladas a −70 °C para su conservación. Para realizar las determinaciones, se pesó 1 g de este homogeneizado y se aforó a 10 ml con agua. A continuación, se agitó y se centrifugó a 2000 rpm durante 40 min. Para el análisis se usaron 200 μl del sobrenadante, realizando también un blanco constituido por 200 μl de agua milli-Q. Una vez preparados los estándares de trabajo, muestras y el blanco, se procedió a la adición de 2 ml de ABTS⁺ a todos ellos. La medida se realizó a los 4 min tras la adición del ABTS.

Para el cálculo de la AAT se utilizó la siguiente expresión matemática:

Donde:

	AAT = Actividad antioxidante total.
	Abs muestra = Absorbancia de la muestra a 734 nm.
	Abs blanco = Absorbancia del blanco a 734 nm.

Una vez calculado el %AAT se determinó la actividad antioxidante de las muestras en mmoles equivalentes de Trolox por kg de muestra. Para ello se usó la curva de calibrado obtenida con los patrones de Trolox (Figura 1), la cual presentó una buena linealidad (r² = 0,999).

Figura 1. Curva de calibrado para la determinación de los mmoles equivalentes de Trolox a partir del %AAT obtenido en las muestras analizadas.

Figure 1. Calibration curve for determining the mmol Trolox equivalents from %AAT obtained in the samples tested.

Análisis estadístico

Todos los análisis estadísticos han sido realizados usando el programa estadístico SPSS 14.0 (Statistical Package for the Social Sciences) para Windows. Se aplicó un análisis de varianza (ANOVA) a las variables cuantitativas estudiadas para comparar los valores medios obtenidos, considerando que existen diferencias significativas entre los valores medios cuando la comparación estadística daba valores de p < 0,05. Se calcularon los coeficientes de correlación de Pearson para establecer el grado de relación entre las variables.

Resultados y discusión

Este apartado se ha subdividido a su vez en dos partes: 1) Optimización del método y estudio de la capacidad antioxidante en diferentes regiones anatómicas de la cebolla; 2) Aplicación de este método a las muestras de cebolla consideradas en este estudio.

Optimización del método y estudio en diferentes regiones anatómicas

En primer lugar, en cuanto al estudio de la relación existente entre la capacidad antioxidante obtenida y la cantidad de muestra tomada para el análisis, con el objeto de determinar qué cantidad de muestra daba valores de %AAT dentro del intervalo lineal de la curva de calibrado, lógicamente se observó que a mayor cantidad de muestra tomada, mayor capacidad antioxidante se registraba. Además, la cantidad óptima de muestra para hacer las mediciones fue de 1 g ya que al tomar otros pesos, los valores de %ATT quedaban fuera del intervalo lineal de la curva de calibrado.

En referencia al estudio de la variación de la capacidad antioxidante en función de la región anatómica de la cebolla, los resultados se muestran en la Figura 2 donde se puede observar que la zona externa posee la mayor capacidad antioxidante seguida de la zona intermedia, siendo la zona interna la que presenta una menor capacidad antioxidante. Estos resultados están en concordancia con la disposición anatómica que presentan los compuestos fenólicos y el acido ascórbico ya que ambos se encuentran en mayor proporción en la zona externa de la cebolla (Rodríguez Galdón, Rodríguez Rodríguez, & Díaz Romero, 2006) y como es sabido, son compuestos con actividad antioxidante.

Figura 2. Valor medio de la actividad antioxidante obtenido en diferentes partes de la cebolla.

Figure 2. Average value of the antioxidant activity obtained in different parts of the onion.

Aplicación a muestras de cebolla

Los resultados de la capacidad antioxidante en las muestras analizadas agrupadas por variedad, expresados en %AAT y en mmoles de Trolox por kg se muestran en la Tabla 1. Se puede observar que la actividad antioxidante media de todas las muestras de cebollas analizadas fue 0,566 ± 0,269 mmol/kg, oscilando entre 0,220 mmol/kg y 1,492 mmol/kg. Se encontraron diferencias significativas (p < 0,05) entre los valores medios para las diferentes variedades estudiadas. La variedad Guayonje presentó los valores medios más elevados, 0,663 ± 0,291 mmol/kg, con diferencias significativas con respecto a las variedades San Juan de la Rambla 0,351 ± 0,098 mmol/kg y Texas 0,394 ± 0,058 mmol/kg, que presentaron las actividades antioxidantes menores.

Tabla 1. Resultados de la actividad antioxidante expresados en %AAT y mmol Trolox/kg de peso fresco en el total de las muestras de cebolla, y diferenciándolas en función de la variedad.
Table 1. Results of the antioxidant activity in %AAT and Trolox mmol/kg of fresh weight in the total of the onion samples and according to the variety.

Variedad		%AAT	mmol Trolox/kg
Texas	^1X ± DE	15,5 ± 2,7^ab	0,394 ± 0,058^a
	^2(mín.–Máx.)	(10,7–17,9)	(0,288–0,448)
	^3CV	17,4	14,7
Masca	X ± DE	23,4 ± 10,0^b	0,612 ± 0,269^ab
	(mín.–Máx.)	(10,1–41,2)	(0,264–1,054)
	CV	42,7	44,0
Guayonje	X ± DE	24,0 ± 11,0^b	0,663 ± 0,291^b
	(mín.–Máx.)	(8,1–55,8)	(0,220–1,492)
	CV	45,8	43,9
San Juan de la Rambla	X ± DE	13,4 ± 3,5^a	0,351 ± 0,098^a
	(mín.–Máx.)	(8,8–18,0)	(0,222–0,500)
	CV	26,1	27,9
Carrizal bajo	X ± DE	21,9 ± 11,6^ab	0,585 ± 0,298^ab
	(mín.–Máx.)	(9,1–41,2)	(0,245–1,079)
	CV	53,0	50,9
Carrizal alto	X ± DE	17,0 ± 4,1^ab	0,462 ± 0,141^ab
	(mín.–Máx.)	(11,9–23,9)	(0,302–0,688)
	CV	24,1	30,5
Total	X ± DE	21,1 ± 10,0	0,566 ± 0,269
	(mín.–Máx.)	(8,1–55,8)	(0,220–1,492)
	CV	47,4	47,5
Cuando los superíndices dentro de la misma columna son iguales, las diferencias entre los valores medios no son estadísticamente significativas (p < 0,05).
^1X±DE = Media ± Desviación estándar; ^2mín.–Máx. = mínimo–Máximo; ^3CV = Coeficiente de variación (%).
When the superscripts in the same column are equal, the differences between the average values are not statistically significant (p < 0.05). ^1X±SD = Average ± Standard deviation; ^2min.–Max. = minimum–Maximum; ^3CV = Coefficient of variation (%).

No hay muchos trabajos de investigación que hayan determinado la capacidad antioxidante en alimentos. Si se comparan nuestros resultados con valores medios de otros alimentos vegetales (Pellegrini et al., 2007), se observa que la naranja posee una capacidad antioxidante unas 10 veces mayor, el tomate posee aproximadamente el doble y las espinacas poseen unos valores medios de igual magnitud a los de las cebollas estudiadas en este trabajo. Cuando se comparan los valores medios de actividad antioxidante de nuestras muestras con los de otras muestras de cebolla (Pellegrini et al., 2007) analizadas por el mismo método, se encontraron valores medios similares. Recientemente, se ha determinado la actividad antioxidante en dos variedades españolas de cebolla utilizando dos métodos: capacidad antioxidante equivalente Trolox (TEAC; Trolox Equivalent Antioxidant Capacity) y fuerza antioxidante reductora del ión férrico (FRAP; Ferric Reducing Ability of Plasma) (Santas, Carbó, Gordon, & Almajano, 2008). Comparando nuestros resultados previamente transformados a mmol Trolox/kg de peso seco (4,68 ± 0,86, para Texas; 9,56 ± 4,98, para Guayonge; 7,73 ± 3,12, para Masca; 4,73 ± 1,93, para San Juan de la Rambla; 7,18 ± 2,17, para Carrizal Alto; y 9,205 ± 4,82 para Carrizal Bajo), con los obtenidos en el mencionado artículo, se deduce que son inferiores a los resultados obtenidos con el método TEAC (86,6 ± 2,97 y 17,5 ± 0,46 mmol Trolox/kg peso seco, para las variedades blanca y Calcot, respectivamente), y con el método FRAP (29,9 ± 2,49 y 16,1 ± 0,10 mmol Trolox/kg peso seco). Asimismo, Chu, Sun, Wu y Liu (2002) encontraron valores de 14,09 ± 0,10 mmol equivalentes de vitamina C/kg en cebolla amarilla utilizando el método de capacidad total secuestrante de radicales de oxígeno (TOSC; Total Oxygen Scavening Capacity). Se concluye que es importante establecer una metodología estándar y determinar la actividad antioxidante mediante varios ensayos para una comparación más adecuada con datos de la literatura (Santas et al., 2008; Stratil, Klejdus, & Kuban, 2006). Las diferencias encontradas en la literatura podrían ser explicadas, además de por diferencias en la metodología, particularmente en los procesos de tratamiento y extracción de las muestras, por diferencias en los cultivares, métodos de conservación y condiciones de cultivo.

También, se estudió la influencia de la procedencia de las semillas sobre la actividad antioxidante. Para este fin se emplearon tres variedades cuyas semillas procedían de dos zonas de cultivos distintas. Masca (El Turrón, El Lomo), San Juan de la Rambla (El Rosario, Las Aguas), y Guayonje (Juan Fernández, Puerto de la Madera). Los resultados se expresan en la Tabla 2 en la que se observa que hay diferencias significativas en las variedades Masca y San Juan en función del lugar de procedencia de la semilla. Este hecho podría estar relacionado con un fenómeno de adaptación al medio de los individuos de una variedad, lo que podría implicar un cambio en la síntesis de compuestos antioxidantes así como de enzimas implicadas en sus procesos de síntesis o de degradación.

Tabla 2. Resultados (media ± desviación estándar y coeficiente de variación) de la capacidad antioxidante de las variedades Masca, Guayonje y San Juan diferenciándolas en función de la procedencia de la semilla.
Table 2. Results (average ± standard deviation and coefficient of variation) of the antioxidant capacity in Masca, Guayonje and San Juan de la Rambla cultivars by distinguishing according to seed origin.

Variedad	Procedencia	X ± DE (mmol Trolox/kg)	CV (%)
Masca	El turrón	0,537 ± 0,233	43,4
	El Lomo	0,870 ± 0,220	25,3
	P	0,006
Guayonje	Pto. de la madera	0,580 ± 0,243	41,9
	Juan Fernández	0,725 ± 1,244	171,6
	P	0,120
San Juan de la Rambla	El Rosario	1,111 ± 0,524	47,2
	Las Aguas	0,462 ± 0,141	30,5
	P	0,015

Se realizó un estudio de correlación entre la actividad antioxidante de las cebollas y otros parámetros publicados en trabajos previos y obtenidos a partir de las mismas muestras analizadas en este trabajo (datos no mostrados) que podrían estar relacionados, tales como el contenido de flavonoides totales, pungencia, ácido ascórbico y compuestos fenólicos (Rodríguez Galdón et al., 2006), no observándose correlaciones significativas en ningún caso. Se puede deducir por tanto que debe haber otros parámetros o compuestos tales como los compuestos azufrados o los antocianos, que afecten en una mayor medida la capacidad antioxidante. Esto contrasta con resultados publicados por otros investigadores (Santas et al., 2008), los cuales observaron buenas correlaciones entre los contenidos en polifenoles y los valores de la actividad antioxidante. Estos autores deducen que son los compuestos polifenólicos los principales responsables de la actividad antioxidante de las cebollas. Asimismo, otros autores (Chu et al., 2002) encontraron correlaciones, aunque en este caso poco significativas, entre los contenidos de compuestos fenólicos libres y la actividad antioxidante.

En la Figura 3 se ilustra la influencia del color rojizo de la cebolla sobre su capacidad antioxidante, observándose que a medida que aumenta dicho color, aumenta la capacidad antioxidante. Esto, sumado a la ausencia de correlaciones anteriormente indicada, sugiere que los antocianos, responsables del color rojizo de las cebollas, se encuentran involucrados en la actividad antioxidante de las cebollas. Por otra parte, esto contrasta con los resultados descritos por otros investigadores (Santas et al., 2008), que indicaron que las cebollas blancas presentaron mayor capacidad antioxidante que la “Calcot de Valls”, lo cual podría ser explicado debido a diferencias en los resultados obtenidos por los distintos métodos para la determinación de la capacidad antioxidante.

Figura 3. Valor medio de la actividad antioxidante de la cebolla en función del color de la pulpa.

Figure 3. Average value of the antioxidant activity of the onion according to the color of flesh.

Conclusiones

La cebolla presenta una considerable capacidad antioxidante que está en función de la variedad. La procedencia de la semilla, dentro de una misma variedad, afectó de forma significativa la capacidad antioxidante de la cebolla. La actividad antioxidante de la cebolla es mayor en su capa externa y va disminuyendo progresivamente hacia su interior. Finalmente, se observó un incremento de la actividad antioxidante a medida que el color rojizo de la pulpa de la cebolla aumentaba.

Agradecimientos

Al proyecto europeo Interreg III B “Germobanco Agrícola de La Macaronesia” por la financiación del trabajo. Al CCBAT (Centro de Conservación de la Biodiversidad Agrícola de Tenerife) por proporcionar las muestras.