Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Efeito da adição do óleo essencial de Aloysia triphylla na
estabilidade oxidativa de hambúrgueres de carne bovina
pré-cozinhados congelados
Dissertação de Mestrado em Biotecnologia e Qualidade Alimentar
Juliana Ferreira Machado
Orientação: Professor Doutor Fernando Milheiro Nunes
Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Efeito da adição do óleo essencial de Aloysia triphylla na
estabilidade oxidativa de hambúrgueres de carne bovina
pré-cozinhados congelados
Dissertação de Mestrado em Biotecnologia e Qualidade Alimentar
Juliana Ferreira Machado Orientação: Professor Doutor Fernando Milheiro Nunes
Composição do Júri:
Presidente de júri: Alexandra M Ferreira (UTAD-ECVA-DeBA) Orientadores: Fernando Nunes (UTAD-ECVA-DQ)
Vogais: José António Silva (UTAD-ECAV-DCV)
As ideias expressas neste trabalho são da exclusiva responsabilidade da autora.
Aos meus pais por tudo o que fizeram por mim
Agradecimentos
Muitas foram as pessoas cujo contributo de forma direta ou indireta ajudou na concretização deste trabalho, assim como o sucesso do meu percurso académico, e a quem desejo expressar os meus sinceros agradecimentos.
Em primeiro lugar agradeço do fundo do coração a minha família, particularmente aos meus pais, por todo o apoio, paciência, carinho e dedicação que me foi dada, porque o sucesso académico depende de uma sólida base emocional, e é graças a eles que devo o que sou hoje. Agradeço aos restantes familiares, particularmente minhas queridas avós e a uma pessoa de extrema importância na minha vida que sempre me apoiou nos momentos difíceis como nos mais felizes, Miguel Machado. Obrigado por existirem e fazerem parte da minha vida, tenho imenso orgulho em vocês.
Agradeço ao Professor Doutor Fernando Nunes, orientador desta tese de Mestrado por toda a ajuda, disponibilidade, orientação, espírito crítico, sabedoria, profissionalismo, honestidade e boa disposição. Obrigado por tudo, foi um prazer poder ter trabalhado consigo.
Agradeço ao colega e amigo José António por tudo o que fez por mim, pela ajuda, disponibilidade, amizade, incentivo, lição de vida e de cultura.
Agradeço à Ana e ao André, um casal fantástico que tanto me ajudou e me apoiou, pelas brincadeiras e conversas interessantes.
Agradeço aos meus colegas de curso e de laboratório que tive a oportunidade de conhecer por toda a amizade, apoio, boa disposição. À Joana, à Irene, à Vera, à Filipa, à Sara, ao Pedro e ao Miguel obrigado do fundo do coração por tudo.
Agradeço ao Sr. Carlos, pela amabilidade, ajuda, sinceridade e amizade disponibilizada.
A todas as pessoas não mencionadas que da mesma forma me apoiaram e participaram no meu percurso.
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Resumo
As ervas aromáticas e especiarias têm sido amplamente utilizadas na indústria farmacêutica e alimentar pelas suas propriedades biológicas e sensoriais. Durante as últimas décadas o interesse nos óleos essenciais e extratos naturais tem aumentado exponencialmente na indústria alimentar devido aos seus efeitos na preservação dos alimentos como por exemplo contra os efeitos oxidativos durante o armazenamento. Essas propriedades que possuem os óleos essenciais (OE) estão associadas à sua constituição química, essencialmente terpénica. O processo de oxidação lipídica das carnes congeladas é um dos principais fatores que diminuem o seu tempo de vida útil. Desta forma os óleos essências poderão ser uma alternativa natural à utilização de antioxidantes sintéticos que são atualmente aplicados.
Este trabalho teve como objetivo o estudo da composição química do óleo essencial de
Aloysia triphylla (lúcia-lima) obtido por hidrodestilação e avaliação da sua atividade
antioxidante in vitro. Teve-se também como objetivo testar a sua eficiência na prevenção da oxidação lipídica de hambúrgueres de carne bovina durante o processo de tratamento térmico bem como na sua conservação a -18ºC durante 12 semanas de armazenamento, utilizando diferentes concentrações do óleo essencial.
O óleo essencial foi extraído a partir das folhas e das flores da lúcia-lima por hidrodestilação, com um rendimento de 0,02 – 0,2%. O limoneno (14,35 %), o geranial (11,94 %), o ar-curcumeno (11,63 %) e o neral (7,95 %) foram encontrados como componentes maioritários desse óleo quando analisados por GC/MS. A atividade antioxidante in vitro do óleo essencial foi testado através do teste da captação do catião radical ABTS+•, do teste de 2-desoxiribose e o teste da descoloração da crocina. O óleo essencial revelou uma atividade antioxidante moderada para todos os testes, mas quando o ensaio 2-desoxirribose foi realizado sem EDTA o óleo essencial apresentou um comportamento pró-oxidante moderado.
A eficiência do óleo essencial na susceptibilidade dos hambúrgueres de carne bovina pré-cozinhado e congelado à oxidação lipídica foi estudada durante o processo de cozimento e após 12 semanas de armazenamento. A sua estabilidade oxidativa foi realizada por medição das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), medição do teor de α-tocoferol, medição do pH, teste da captação do catião radical ABTS+•. O óleo essencial de Aloysia
triphylla teve a capacidade de proteger o α-tocoferol durante o tratamento térmico, sendo este
efeito dependente da concentração. No entanto o efeito protetor foi perdido durante o armazenamento tendo esta ausência de proteção sido atribuída à perda de quantidades
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significativas de OE durante o processo térmico. O mesmo foi observado para o efeito protetor contra a oxidação lipídica. O uso do óleo essencial de Aloysia triphylla em
hambúrgueres crus pode ser uma forma de aumentar os níveis de -tocoferol após o
cozimento sendo nutricionalmente interessante, no entanto devido à sua volatilidade este não é capaz de proteger efetivamente a carne após processamento térmico durante o armazenamento.
Palavras-chaves: atividade antioxidante, oxidação lipídica, óleo essencial, carne bovina,
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Abstract
Herbs and spices have been widely employed in the pharmaceutical and food industry for their biological and sensory properties. During the last few decades, the interest in natural extracts and essential oil (EO) has increased exponentially in the food industry due to their effects on food preservation against the oxidative effects during storage. Those properties that have essential oils are associated with their chemical components from terpene origin. Lipid oxidation in frozen meat is one of the reasons for quality degradation during storage. Thus the essential oils can be a natural alternative to the use of synthetic antioxidants that are currently applied.
The aims of this work were to study the chemical composition of Aloysia triphylla (lemon verbena) essential oil obtained by hydrodistillation and evaluate their in vitro antioxidant activity. It was also studied their effectiveness on lipid oxidation on beef burgers during cooking and conservation at -18°C for 12 weeks storage, using different concentrations of the essential oil.
The essential oil was extracted from leaves and flowers of lemon verbena by hydrodistillation with an extraction yield of 0.02 - 0.2%. Limonene (14.35%), geranial (11.94%), ar-curcumene (11.63%) and neral (7.95%) identified as the main components of this oil when analyzed by GC/MS. The in vitro antioxidant activity of the essential oil was determinate using radical scavenging capacity by ABTS method, 2-deoxyribose and crocin bleaching assay. The essential oil showed a moderate antioxidant activity for all tests, but when the 2-deoxyribose assay was performed without EDTA essential oil presented a moderate pro-oxidant activity.
The effectiveness of the essential oil on susceptibility of beef burgers precooked and frozen to lipid oxidation was studied during the cooking and after 12 weeks of storage. The oxidative stability was assessed by measurement of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), radical scavenging capacity by ABTS assay, the amount of α-tocopherol and pH measurement. Aloysia triphylla essential oil was able to prevent the loss of -tocopherol during cooking at the highest supplementation level. However, the protective effect was lost during storage and this was attributed to the loss of significant amounts of EO during cooking. The same was observed for its effectiveness against lipid oxidation. The use of Aloysia
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cooking being nutritionally interesting, however due to its volatility it is not able to effectively protect the meat after cooking during storage.
v ÍNDICE Resumo ... i Abstract ... iii Lista de abreviaturas ... vi 1- INTRODUÇÃO ... 1 1.1 - Óleos Essenciais ... 1
1.1.1 - Fonte de óleos essenciais ... 2
1.1.2.1 - Fatores que influenciam a produção e a qualidade dos óleos essenciais ... 3
1.1.2 - Produção de óleos essenciais ... 5
1.1.3 - Composição química dos óleos essenciais ... 6
1.1.3.2 - Terpenos ... 7
1.1.3.2 - Compostos aromáticos ... 10
1.1.4 - Atividade biológica dos óleos essenciais ... 11
1.1.5 - Extração dos óleos essenciais ... 12
1.1.5.1 - Hidrodestilação ... 12
1.2 - Aloysia triphylla ... 13
1.3 - Carnes e Produtos Cárneos (hambúrgueres) ... 15
1.3.1 - Oxidação lipídica ... 16
1.3.1.1 - Implicação da oxidação lipídica sobre a qualidade da carne ... 18
1.3.1.2 - Ação dos Antioxidantes: prevenção da oxidação dos tecidos ... 18
1.4 - Objetivos ... 20
1.5 - Referências bibliográficas ... 21
2 – ARTIGO CIENTÍFICO -“Composition and antioxidant activity of Aloysia triphylla (L’Herit.) Britton essential oil” ... 25
3. CONCLUSÕES ... 53
vi Lista de abreviaturas OE – óleo essencial IPP - isopentenilo DMAPP - dimetilalilpirofosfato GPP - pirofosfato de geranilo FPP - pirofosfato de farnesilo GGPP - pirofosfato de geranil-geranilo
GC/MS -gas chromatography mass spectroscopy BHT – butil-hidroxitolueno
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1- INTRODUÇÃO
1.1 - Óleos Essenciais
Os óleos essenciais (OEs) são misturas de compostos voláteis, orgânicos, de estrutura química heterogénea, lipofílicos, geralmente odoríferos e líquidos. São produzidos por organismos vivos e são isolados por meios físicos (prensagem e destilação) a partir de uma planta inteira ou partes da planta de conhecida origem taxonómica (Franz e Novak, 2010; Brito, 2007; Vitti e Brito, 2003).
As denominações dadas a estes óleos são derivadas às suas características físico-químicas. São considerados óleos por serem, geralmente, líquidos de aparência oleosa à temperatura ambiente, por apresentarem volatilidade, recebem ainda o nome óleos voláteis e são chamados de essências, devido ao aroma agradável e intenso. A denominação óleo etéreos é referente ao fato dos mesmos serem solúveis em solventes orgânicos apolares, como éter (Vitti e Brito, 2003; Bakkali, et al., 2008).
Outras características que podem ser identificadas nos óleos essenciais são (Vitti e Brito, 2003):
Sabor: geralmente acre (ácido) e picante;
Cor: quando recentemente extraídos, os óleos são geralmente incolores ou ligeiramente amarelados, poucos são aqueles que apresentam cor, como o óleo volátil de camomila, que tem cor azulada;
Estabilidade: normalmente os óleos essenciais são instáveis principalmente na presença de ar, luz, calor, humidade e metais;
A maioria dos OEs possui índice de refração e são opticamente ativos, propriedades usadas na sua identificação e controle da qualidade.
Os óleos essenciais constituem, de forma geral, uma mistura de compostos terpénicos e compostos aromáticos, existentes em todo tecido vivo das plantas normalmente concentrados na casca, caule, flores, folhas, frutos, rizomas e sementes, e são armazenados em células secretoras: cavidades/canais, tricomas glandulares e idioblastos secretores (Brito, 2007; Bakkali, et al., 2008). A composição química do óleo essencial pode ainda ser bastante variável em qualidade e em quantidade de acordo com a diversidade genética, o ambiente, o tipo de cultivo, a cultura, entre outros (Bakkali, et al., 2008)
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Os principais compostos dos OEs são derivados de três vias biossintéticas: via do mevalonato, levando a sesquiterpenos, via metil-eritritol conduzindo a mono e diterpenos, e da via do ácido chiquímico para fenilpropenos. No entanto, há um número quase incontável de substâncias individuais e uma enorme variação na composição de óleos essenciais (Franz e Novak, 2010).
Naturalmente os OEs são isolados a partir de várias partes das plantas, utilizando para esse efeito diversas metodologias, dependendo da sua localização no vegetal, quantidade e das características requeridas para o produto final. As metodologias mais utilizadas são: prensagem ou expressão, destilação por arraste a vapor, extração com solventes voláteis e extração supercrítico em CO2 (Badjpai,et al.,2012; Brito, 2007). De entre essas técnicas, destacam-se a destilação por arraste a vapor e extração com solventes, por serem de extrema simplicidade e de reduzido custo. Outros métodos podem ser utilizados para a obtenção desses óleos, como por exemplo: extração por soxhlet; extração por maceração e a extração por ultrassons (Brito, 2007).
Três mil dos OEs com potente eficácia biológica são comercializados, e têm uma contribuição significativa para as indústrias farmacêutica, alimentar, agronómica, sanitária, cosmética e perfumes (Badjpai,et al.,2012; Bakkali, et al.,2008). As atividades biológicas dos OEs são diretamente correlacionadas com a presença dos seus componentes voláteis bioativos (Guimarães, et al.,2010).
1.1.1 - Fonte de óleos essenciais
Os OE são geralmente produzidos por estruturas secretoras especializadas, tais como: idioblastos secretores, cavidades/canais e tricomas secretores (Bakkali, et al.,2008).
As estruturas mencionadas podem estar localizadas em algumas partes específicas ou em toda a planta. Assim, podemos encontrar os OE: na parte aérea como na menta; nas flores, como é o caso da rosa e do jasmim; nas folhas, como ocorre nos eucaliptos; nos frutos como na laranja e no limão, na madeira, como no sândalo e no pau-rosa; nas cascas do caule, como ocorre nas canelas; nas raízes, como se observa no vetiver, nos rizomas, como no gengibre; nas sementes, como na noz-moscada. Os OE obtidos de diferentes órgãos de uma mesma planta podem apresentar composição química, características físico-químicas e odores distintos (Vitti e Britto, 2003).
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A composição do óleo essencial frequentemente muda entre diferentes partes da planta (Schmidt, 2010).
As famílias de plantas que compreendem espécies que produzem a maior parte dos óleos essenciais não são restritas a um grupo taxonómico específico, mas são distribuídos entre todas classes de plantas: gimnospermas, por exemplo, as famílias Cupressaceae (ex: óleo de cedro, de zimbro, etc) e Pinaceae (ex: óleo de pinheiro), bem como angiospérmicas: dicotiledóneas, eudicotiledóneas e monocotiledóneas. As famílias mais importantes de dicotiledóneas são Apiaceae (ex.: óleo de coentro, de funcho, etc.), Asteraceae ou Compositae (ex.: óleo de camomila), Geraniaceae (ex.: óleo de gerânio), Illiciaceae (ex.: óleo de estrela-de-anis), Lamiaceae (ex.: óleo de hortelã, de patchouli, de lavanda, de orégão, etc.), Lauraceae (ex.: óleo de cânfora, de canela, etc), Myristicaceae (ex.: óleo de noz-moscada), Myrtaceae (ex.: óleo de murta e de cravo), Oleaceae (ex.: óleo de jasmim), Rosaceae (ex.: óleo de rosa), e Santalaceae (ex: óleo de sândalo). Em monocotiledóneas, ele é substancialmente limitada a Acoraceae, Poaceae e Zingiberaceae (ex.: o gengibre) (Franz e Novak, 2010).
1.1.2.1 - Fatores que influenciam a produção e a qualidade dos óleos essenciais
Os óleos essenciais são metabolitos secundários das plantas e por consequência a sua biossíntese é um processo complexo que está sujeito a influência de diferentes variáveis. Fatores bióticos e abióticos podem interferir com a qualidade e a quantidade de metabolitos secundários resultantes do metabolismo de uma planta em determinado momento (Figueiredo,
et al., 2008). Um pré-requisito da produtividade dos óleos essenciais é o conhecimento desses
fatores que os influenciam, de entre eles os mais importantes serão de seguida considerados.
Influências ambientais
A formação de óleo essencial nas plantas é altamente dependente das condições climáticas, especialmente do comprimento do dia, irradiação, temperatura, e o fornecimento de água (Franz e Novak, 2010; Vitti e Brito, 2003). Estes últimos fatores exercem uma influência direta, sobretudo sobre as espécies que possuem estruturas secretoras e de armazenagem de óleos na superfície da folha (Vitti e Brito, 2003; Brito, 2007). Por outro lado, nos vegetais em que a localização de tais estruturas é profunda, a qualidade é mais constante (Brito, 2007). As espécies tropicais seguem o seu ciclo de vegetação na estação de seca e chuvosa; as espécies das zonas temperadas reagem mais em comprimento do dia (Franz e Novak, 2010).
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A temperatura tem um grande efeito sobre o rendimento e qualidade do óleo essencial. A relação entre a temperatura e a humidade é um parâmetro adicional importante (Schmidt, 2010).
Outros fatores ambientais, por exemplo, propriedades do solo (qualidade e preparação do solo), stresse hídrico influencia a produtividade das respetivas espécies de plantas, e por isso significa que o rendimento de óleo também, mas tem pouco efeito sobre a formação de óleo essencial e sua composição (Schmidt, 2010).
Variação Genética e Melhoramento de Plantas
Os fatores genéticos são responsáveis por regular e manter características próprias da planta, em relação aos diversos aspetos, como síntese de metabolitos. Estes fatores apresentam maior impacto na composição química dos OEs, pois são responsáveis pela herança de características químicas (Brud, 2010; Franz e Novak, 2010).
Variação intra-individual entre as partes das plantas e, dependência do estado de desenvolvimento da mesma
A formação dos óleos essenciais depende da diferenciação dos tecidos e do estado de desenvolvimento da respetiva planta. O conhecimento sobre esses fatos é necessário para colher as partes das plantas corretas no momento certo (Franz e Novak, 2010).
O maior número de portadores de óleo essenciais de diferentes espécies, a composição
de óleo difere de forma significativa entre as partes da planta, mas também há espécies de plantas, por exemplo o cravo, que tem uma composição de óleo bastante semelhante em cada órgão da planta. O conhecimento detalhado nesta matéria é necessária para decidir, por exemplo, a parte exata da planta que deve ser selecionada antes de processamento (por exemplo, destilação) ou uso (Perry, et al., 1999).
Outro ponto a ter em consideração é o estado de desenvolvimento da planta que pode influenciar não apenas a quantidade total de metabólitos secundários produzidos, mas a proporção relativa destes compostos. Tecidos mais jovens geralmente apresentam grande atividade biossintética, aumentando a produção de vários compostos, entre estes, os óleos essenciais (Figueiredo, et al., 2008).
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Medidas de cultivo, contaminações e colheita
Óleos essenciais compreendem ervas anuais, bienais, ou perenes, arbustos e árvores, cultivadas tanto em áreas tropicais ou subtropicais, nas regiões mediterrânicas, em clima temperado, ou mesmo em zonas áridas (Franz e Novak, 2010).
De entre todos os fatores que podem interferir nos princípios ativos de plantas, a nutrição é um dos que requerem maior atenção, pois o excesso ou a deficiência de nutrientes pode estar diretamente correlacionado à variação na produção de substâncias ativas (Figueiredo, et al., 2008). As plantas têm a tendência a otimizar o seu metabolismo em resposta à aplicação de fertilizantes e outros nutrientes da plantação, levando à expressão de maior biomassa por unidade de área e aumentando o rendimento de metabolitos secundários (Tuley de Silva, 1996).
Outros problemas a serem tomados em consideração na produção de plantas são as contaminações com metais pesados, danos causados por pragas e doenças, e resíduos de produtos fitofarmacêuticos. Ataques provocados por insetos e por patogénios e danos causadas por fatores físicos como neve, tempestades, geadas, e ventanias estimulam mecanismos de defesa, levando a alterações na composição do seu óleo essencial (Schmidt, 2010).
A colheita torna-se o ponto crítico, pois é necessário que se defina o momento ideal para a mesma (Figueiredo, et al., 2008). A data da colheita é determinada pela fase de desenvolvimento ou maturidade da parte da planta ou plantas, técnicas de colheita deve manter a qualidade, evitando adulterações, adjuvantes com partes das plantas indesejáveis, ou contaminações, (Franz e Novak, 2010).
1.1.2 - Produção de óleos essenciais
Os óleos essenciais tornaram-se uma parte integrante da vida cotidiana, sendo utilizados de variadas forma: como aromatizadores alimentares, na composição de cosméticos e perfumes, ainda usados como purificadores de ar e desodorizantes bem como em todos os ramos da medicina (Bakkali, et al., 2008; Schmidt, 2010).
As quantidades de óleos essenciais produzidos em todo o mundo variam muito. A produção anual de alguns óleos essenciais excede 35.000 toneladas, enquanto que outros
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podem chegar a apenas alguns quilos. Elevadas variações ocorrem igualmente no valor monetário de diferentes óleos essenciais, sendo que os preços podem variar de 1.80 US$/kg para o óleo de laranja a 120.000,00 US$/ kg para o óleo de lírio. O valor total anual do mercado mundial é da ordem de vários mil milhões de dólares. Estima-se que o número global de espécies de plantas é da ordem de 300.000 e cerca de 10% destes contêm óleos essenciais que poderiam ser utilizados como fonte para a sua produção. Para muitos países, principalmente na África e na Ásia, a produção de óleo essencial é a sua principal fonte de exportações (Schmidt, 2010).
Os principais países produtores são encontrados em todos os continentes. Na Europa, o centro de produção está situado nos países banhados pelo mar Mediterrâneo: Itália, Espanha, Portugal, França, Croácia, Albânia e Grécia, bem como do Oriente Médio Israel, os quais produzem óleos essenciais em quantidades industriais (Tuley de Silva, 1996). O continente asiático, com a sua diversidade de clima parece ser o mais importante produtor de óleos essenciais. A China e a Índia têm um papel importante, seguido pela Indonésia, o Sri Lanka, e o Vietnam. O continente americano é também um dos maiores produtores de óleos essenciais (Schmidt, 2010; Bovill, 2010).
1.1.3 - Composição química dos óleos essenciais
Os OEs são misturas naturais de substâncias voláteis de baixo massa molecular, biossintetizados em vários órgãos de plantas. Eles são caracterizados por dois ou três componentes principais em concentrações elevadas (20-70%) em comparação com os outros componentes presentes em quantidades vestigiais. Geralmente, estes componentes principais determinam as propriedades biológicas dos óleos essenciais (Bakkali, et al., 2008), sendo o fator pelo qual ocorre a exploração económica das plantas produtoras de óleo essencial (Vitti e Brito, 2003). A natureza química do OEs vem da sua composição em compostos terpénicos (mono-, sesqui- e diterpenos). Os componentes dos OEs são divididos em dois grupos: (i) compostos de terpeno e terpenóides (ii) compostos aromáticos e constituintes alifáticos (figura 1) (Badjpai, et al., 2012; Bakkali et al., 2008).
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Figura 1 - Estrutura química de alguns componentes dos óleos essenciais (adaptado de Bakkali, et al., 2008)
1.1.3.2 - Terpenos
Os terpenos ocorrem naturalmente em plantas e são encontrados como componentes principais da maioria dos OEs (Sell, 2010). Com base na sua estrutura e propriedades funcionais, os compostos terpénicos têm sido classificados de acordo com a sua unidade
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estrutural base de isopreno (2-metil-1,3-butadieno) que contem cinco carbonos (figura 2). A extremidade da cadeia é referido como cabeça da molécula, e a outra como cauda, este padrão de acoplamento explica a biossíntese dos terpenos (figura 3) (Sell, 2010).
Figura 2 - Unidade de isopreno (Sell, 2010)
Figura 3 - Ligação cabeça com cauda (Sell, 2010)
Os terpenos ou terpenóides podem ser classificados de acordo com o número de
isoprenos que constituem: hemiterpenóides, monoterpenóides, sesquiterpenóides,
diterpenóides, triterpenóides, tetraterpenóides e politerpenóides (Jakiemuiu, 2008). Os principais terpenos que constituem os OEs são os monoterpenos e sesquiterpenos (Bakkali, et
al., 2008).
A biossíntese dos terpenos (figura 4) inicia-se pela condensação de três moléculas de acetil CoA, para formar o ácido mevalónico. Esse importante intermediário de seis átomos de carbonos é então pirofosforilado, descarboxilado e desidratado para produzir o pirofosfato de isopentenilo (IPP) que é a unidade básica na formação dos terpenos (Jakiemuiu, 2008; Sell, 2010).
O pirofosfato de isopentenilo e seu isómero, o dimetilalilpirofosfato (DMAPP) são as unidades as unidades base na biossíntese dos terpenos, através da sua união pela adição cabeça-cauda para formar moléculas mais complexas. Inicialmente o IPP e o DMAPP reagem e formam o Pirofosfato de Geranilo (GPP), uma molécula de 10 átomos de carbono, a partir da qual são formados os monoterpenos. O GPP pode então ligar-se a outra molécula de IPP,
Cauda
Cauda Cabeça
9
formando um composto de 15 átomos de carbono, o pirofosfato de farnesilo (FPP), precursor da maioria dos sesquiterpenos. A adição de outra molécula de IPP forma o pirofosfato de geranil-geranilo (GGPP), composto de 20 átomos de carbono, precursor dos diterpenos.
Finalmente, FPP e GGPP podem dimerizar para formar os triterpenos (C30) e os tetraterpenos
(C40), respetivamente (Jakiemuiu, 2008; Sell, 2010).
Figura 4 - Biossíntese dos terpenos (adaptado de Jakiemuiu, 2008)
Os monoterpenos (C10) são as moléculas mais abundantes dos óleos essenciais, constituindo 90% dos óleos essenciais apresentando uma grande variedade de estruturas (Badjpai, et al., 2012; Bakkali, et al., 2008).
3x acetil CoA Ácido mevalónico Dimetilalilpirofosfato DMAPP (C5) Isopreno (C5) Pirofosfato de Geranilo GPP (C10) Pirofosfato de Farnesilo FPP (C15) Pirofosfato de geranil-geranilo (GGPP) (C20)
Pirofosfato de isopentenilo IPP (C5) Monoterpeno (C10) Sesquiterpeno (C15) Triterpenos (C30) Politerpenos 2 x
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1.1.3.2 - Compostos aromáticos
Os compostos aromáticos são os derivados de fenilpropanóides, ocorrem com menos frequência nos OEs que os terpenos (Badjpai, et al., 2012; Bakkali, et al., 2008) mas óleos essenciais de certas espécies contêm proporções significativas destes compostos. Quando ocorrem as suas propriedades alteram significativamente as características sensoriais do óleo. Os principais fenilpropanóides conhecidos são eugenol, miristicina, elemicina, chavicol, dilapiol, anetol, estragol, apiol (Jakiemuiu, 2008).
Os fenilpropanóides são constituídos por um anel aromático unido a uma cadeia de três átomos de carbonos e derivadas biossinteticamente do ácido chiquímico (Jakiemuiu, 2008). A via de biossíntese dos fenilpropanóides (via do ácido chiquímico) resulta numa variedade de compostos fenólicos podendo ir desde moléculas relativamente simples (ácidos fenólicos, fenilpropanóides e flavonóides) até compostos altamente polimerizados (lenhinas, melaninas e taninos). Estes compostos atuam em diversas funções das plantas, como antioxidantes, agentes antimicrobianos, pigmentos com cor, polímeros e lenhinas como constituintes estruturais (Guimarães, et al., 2010).
Na figura 5 está representado esquematicamente a via biossintética de fenilpropanóides. O ácido chiquímico é formado pela condensação de dois metabólitos resultantes da glucose, o fosfoenolpiruvato e a eritrose-4-fosfato. Através da junção do ácido chiquímico e de uma molécula de fosfoenolpiruvato ocorre a formação do ácido corísmico. O ácido corísmico é responsável por gerar aminoácidos aromáticos, como a fenilalanina, a tirosina e o triptofano, que são precursores de vários alcalóides. A fenilalanina sofre ação enzimática, dando origem ao ácido cinâmico ou ao ácido p-cumárico. A partir do ácido cinâmico ou do ácido p-cumárico são formados compostos fenólicos simples denominados fenilpropanóides (Jakiemuiu, 2008; Peres, 2004; Herrmann e Weaver, 1999).
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Figura 5- Biossíntese de fenilpropanóides (adaptado de Herrmann e Weaver, 1999)
1.1.4 - Atividade biológica dos óleos essenciais
O reino vegetal é uma boa fonte de componentes naturais com atividade biológica. Entre estes compostos naturais, os óleos essenciais obtidos a partir de plantas aromáticas estão a receber especial atenção (Neffati, et al.2009; Sarikurkcu, et al., 2010).
Os OEs apresentam assim uma variedade de propriedades biológicas tais como atividade anticancerígena, antimicrobiana, antisséptico, analgésico, anti-inflamatório, antiviral, inseticida, antioxidantes, entre outros. Sendo estas propriedades biológicas diretamente correlacionada com a presença dos seus componentes voláteis bioativos tais como terpenos, componentes aromáticos e alifáticos (Guimarães, et al.,2010). Por outro lado estas propriedades têm sido estudadas por vários investigadores, mas de entre elas a atividade antimicrobiana tem sido a mais investigada, principalmente para a indústria alimentar.
De fato com as tendências modernas que os consumidores adotaram para o consumo de alimentos que não contenham conservantes químicos, os produtos alimentares conservados
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com aditivos naturais tornaram-se mais procurados. Os OEs vêm, assim, cumprir parte da crescente procura por produtos com antioxidantes naturais, devido às possíveis toxicidades dos antioxidantes sintéticos (Ozkan, et al., 2010; Badjpai, et al., 2012; Karabagias, et al., 2011). Por outro lado, a atividade antioxidante dos OEs tem sido muito frequentemente verificada in vitro por métodos físico-químicos (Bakkali, et al.,2008).
1.1.5 - Extração dos óleos essenciais
Os óleos essenciais podem ser obtidos através de diferentes processos, dependendo da sua localização no vegetal, quantidade e das características requeridas para o produto final. Os processos usuais são: prensagem ou expressão, destilação por arrastamento de vapor ou hidrodestilação, extração com solventes orgânicos e extração supercrítica em CO2 (Brito, 2007).
De entre as técnicas usuais de extração a destilação por arrastamento de vapor é a mais utilizada no sector industrial de OEs, por ser de extrema simplicidade e reduzido custo (Tuley De Silva, 1996; Brito, 2007).
1.1.5.1 - Hidrodestilação
Nesta metodologia o material vegetal absorve a água durante o processo de ebulição e o óleo contido nas células secretoras difunde-se através das paredes das células por meio de osmose (Schmidt, 2010; Azambuja, 2011). Uma vez que o óleo se difundiu para fora das células secretoras, é levado pela corrente de vapor no interior da coluna do destilador. A volatilidade dos constituintes do óleo não é influenciada pela taxa de vaporização, mas faz depender do grau da sua solubilidade em água. Como resultado, os componentes dos óleos essenciais mais solúvel em água vão destilar mais depressa que os mais voláteis e menos solúveis em água (Schmidt, 2010). O destilado resultante irá conter uma mistura de vapor de água e óleos essenciais que voltam à sua forma líquida no recipiente de condensação, sendo separados através da utilização de um decantador (Iberian Coppers, 2012; Zhiri e Baudoux, 2005).
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Figura 6 - Esquema do destilador industrial para a extração de óleos essenciais (Vitti e Brito,2003).
1.2 - Aloysia triphylla
O género Lippia (Verbenaceae) inclui cerca de 200 espécies de ervas, arbustos e árvores de pequeno porte (Argyropoulou, et al., 2007). A lúcia-lima, Aloysia triphylla (L'Herit.) Britton, pertence à família Verbenaceae e apresenta como sinónimo: Aloysia
citriodora (Cav.) Ort, Lippia citriodora (Ort.) HBK, Lippia triphylla O. KzE., Verbena citriodora Cav, Verbena triphylla L'Herit (Pereira e Meireles, 2007; Gomes, et al., 2006;
Oliva, et al., 2010). Esta planta cresce espontaneamente na América do Sul (Chile, Argentina, Uruguai e Peru), é cultivada no norte da África (Marrocos) e no Sul da Europa (Espanha e Itália) (Santos-Gomes, et al., 2005; Carnat, et al., 1999). As folhas são principalmente utilizadas em chás devido ao seu forte aroma a limão e devido às suas propriedades digestivas e antiespasmódicas (Carnat, et al., 1999; Pereira e Meireles, 2007). Acredita-se que o seu óleo essencial e os seus compostos fenólicos (flavonóides) são responsáveis por estas propriedades (Argyropoulou, et al., 2007).
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A Lúcia-lima devido às suas propriedades medicinais foi popularmente utilizado como “remédio” no tratamento de asma, espasmos, frio, febre, flatulência, cólicas, diarreia, indigestão, insónia e ansiedade (Argyropoulou, et al., 2007; Santos-Gomes, et al., 2005; Carnat, et al., 1999). Outra aplicação dessa planta inclui o uso das respetivas folhas como aromatizantes de bebidas e tempero na preparação de alimentos (Santos-Gomes, et al., 2005; Pascual, et al., 2001) é também um ingrediente em algumas sobremesas, saladas de fruta e geleias. Esta planta ainda é utilizada em perfumaria, especialmente na conceção de eau de
toilette e eau de cologne (Kim e Lee, 2004).
Em Portugal muitas populações rurais tendem a manter nos seus terrenos ou quintais a produção de arbustos de lúcia-lima para consumo próprio. Recentemente esta planta foi incluída num programa português de investigação e exploração de plantas aromáticas (PLANTAMED e HERBAROM), a fim de atender às necessidades das indústrias de extração e de óleo essencial, e desenvolver um sistema de exploração agrária alternativo ao excedente das tradicionais (Santos-Gomes, et al., 2005; Gomes, et al., 2006).
As folhas de lúcia-lima apresentam maior procura de mercado, mas tanto o seu óleo essencial como seu absoluto, devido ao seu aroma cítrico atrativo e às suas propriedades medicinais são de especial interesse para as indústrias de aromas e de fragrância (Lira, et al., 2008; Oliva et al., 2010). Nas folhas, o óleo essencial pode ser encontrado nos tricomas glandulares, e apresenta-se como um líquido amarelo possuindo um cheiro forte cítrico (Crabas, et al., 2003). A composição química do óleo essencial de Aloysia triphylla também tem sido estudado e avaliado (Carnat, et al., 1999; Crabas, et al., 2003; Kim e Lee, 2004; Santos-Gomes et al., 2005; Sartoratto et al., 2004; Gomes, et al., 2006; Argyropoulou, et al., 2007; Lira, et al., 2008; Oliva, et al., 2010). Esta espécie revela uma grande diversidade genética, permitindo sintetizar uma variedade de constituintes do óleo essencial em plantas cultivadas em diferentes partes do mundo (Argyropoulou, et al., 2007). Os principais componentes encontrados no óleo de Aloysia triphylla são: neral, geranial, limoneno, acetato de geranil, β-cariofileno, ar-curcumeno e espatulenol (Crabas, et al., 2003.). No entanto, o teor de OE é influenciada pelo material genético, as condições de cultura, ambiente, estação, colheita e processamento pós-colheita (Oliva et al., 2010). A biossíntese de muitos compostos voláteis obedece a um ritmo sazonal de acordo com o crescimento das plantas: neral, geranial, ar-curcumeno são produzidos até ao florescimento (início do verão) após este período o
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limoneno e linalol são produzidos, e os δ-terpineol, α-terpineol, espatulenol e α-copaeno são produzidos durante a estação seca (Crabas, et al., 2003).
1.3 - Carnes e Produtos Cárneos (hambúrgueres)
Denominam-se carnes as partes musculares comestíveis das diferentes espécies de animais de abate (Torre, et al., 2008). Mediante a importância e a popularidade do consumo de carnes, a sua transformação em produtos industrializados é de grande importância. Essa diversificação de oferta inclui um grande número de produtos como almôndegas, hambúrgueres, empanados, linguiças, mortadelas, salames, entre outros (Rosli, et al.,2006).
Entende-se por hambúrguer o produto cárneo industrializado, obtido da carne moída dos animais de abate, adicionado ou não tecido adiposo e ingredientes, moldado e submetido a um processo tecnológico adequado. Trata-se de um produto que pode ser produzido cru, semi-frito, cozido, frito, congelado ou refrigerado (Chiattone, 2010).
Durante o processo de obtenção dos produtos moídos, bem como qualquer outro tipo de carnes, existem fatores que afetam a qualidade do produto final (Rojas e Brower, 2008), pois as carnes e seus derivados estão sujeitos a alterações por reações químicas, físicas e microbiológicas. As alterações físicas e químicas decorrem principalmente da modificação e/ou degradação de proteínas e lipídios, provocada pela ação de agentes naturais, como o oxigénio resultando em reações oxidativas, como, por exemplo, a oxidação lipídica (Torre, et
al., 2008).
Os ácidos gordos são os componentes principais dos lipídios nas membranas e triglicerídeos e podem ser classificados em saturados (apresentam somente ligações simples entre os carbonos) e insaturados (quando apresentam pelo menos uma dupla ligação entre os átomos de carbono), sendo estes últimos divididos em monoinsaturados (quando apresentam uma única dupla ligação) e em polinsaturados (quando apresentam duas, três ou quatro duplas ligações) (Filho, et al., 2001). Realça-se que particularmente os ácidos gordos polinsaturados são sujeitos à oxidação, e por consequência quanto maior o teor em ácidos gordos insaturados maior será a susceptibilidade da carne à oxidação lipídica.
Para além das suas funções nutricionais essenciais, a fração lipídica dos alimentos apresenta ainda importantes propriedades organoléticas, como aroma, coloração, textura,
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suculência, estabilidade das proteínas, vida de prateleira sob congelamento e conteúdo calórico (Ferrari, 1998). Contudo, muitas destas funcionalidades podem ser prejudicadas ou alteradas durante o processamento e vida de prateleira dos alimentos.
1.3.1 - Oxidação lipídica
A oxidação lipídica é uma reação responsável pelo desenvolvimento de sabores e odores desagradáveis, tornando os alimentos impróprios para consumo, além de também provocar outras alterações que irão afetar não só a qualidade nutricional, devido à degradação de vitaminas lipossolúveis e de ácidos gordos essenciais, mas também a integridade e segurança dos alimentos, através da formação de compostos poliméricos potencialmente tóxicos (Ramalho e Jorge, 2006).
O fenómeno de oxidação lipídica depende de mecanismos reacionais diversos e complexos, os quais estão relacionados com a composição lipídica (quanto maior o teor de gordura e de fosfolipídios, maior será a oxidação) (Ramalho e Jorge, 2006) e proteica dos alimentos, à presença de oxigénio, à quantidade de enzimas e sistemas enzimáticos oxidantes (oxidases, lipoxigenases, etc.), aos teores de vitaminas antioxidantes, à presença de metais catalisadores (ferro), à quantidade de água livre no sistema, e à presença de aditivos (sais) ou antioxidantes (Ferrari, 1998).
A oxidação dos lípidos pode ocorrer por várias vias, em função do meio e dos agentes catalisadores. Estes mecanismos de oxidação são: fotoxidação, oxidação enzimática e autoxidação (Silva, et al., 1998).
A autoxidação é o principal mecanismo de oxidação das gorduras e está associada à reação do oxigénio com ácidos gordos insaturados, consistindo em quatro fases: iniciação, ramificação, propagação e terminação (figura 7).
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Figura 7 - Mecanismo de autoxidação lipídica (RH – Ácido gordo insaturado; R• – Radical livre; ROO• – Radical peróxido; e ROOH – Hidroperóxido) (adaptado de Ramalho e Jorge, 2006; Laguerre, et al., 2007,
Ferreira e Matsubara, 1997)
A reação inicia-se quando o átomo de hidrogénio é removido do grupo metileno do ácido gordo insaturado, formando assim radical livre, em condições favoráveis de luz, calor e presença de agentes oxidantes (Ramalho e Jorge, 2006). Esse processo ocorre a partir de uma variedade de diferentes iniciadores presentes no alimento, incluindo peróxidos, iões metálicos de transição, luz UV e enzimas (Chiattone, 2010). Uma vez formado o radical livre, este reage com o oxigénio para formar radicais peróxidos e posteriormente hidroperóxidos, em que estes podem ser medidos servindo como índice de oxidação lipídica seja em alimentos ou mesmo no organismo humano (Ferrari, 1998). Os radicais péroxilo são altamente reativos e instáveis que são capazes de remover átomos de hidrogênio de outros ácidos gordos insaturados, propagando, portanto, a reação de oxidação. A oxidação lipídica pode ser catalisada por iões
de ferro (Fe2+ ou Fe3+) onde por conversão do hidroperóxido (ROOH) formam os radicais RO•
e ROO• que, por sua vez, reagem com outros lípidos (RH) iniciando novas cadeias de reações,
denominada ramificação. Essas reações, que podem ser rápidas ou lentas, dependem da valência do ferro (Ferreira e Matsubara, 1997). A reação de terminação ocorre com a reação de dois radicais livres formando produtos finais estáveis ou não-reativos e, assim, finalizando
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Para evitar a autoxidação das gorduras há a necessidade, portanto, de reduzir a incidência de todos os fatores que a favorecem, mantendo ao mínimo os níveis de energia (temperatura e luz) que são responsáveis pelo desencadeamento do processo de formação de radicais livres, evitando a presença de vestígios de metais, evitando ao máximo o contato com oxigénio e bloqueando a formação de radicais livres por meio de antioxidantes, os quais, em pequenas quantidades, atuam interferindo nos processos de oxidação de lipídios (Ramalho e Jorge, 2006).
1.3.1.1 - Implicação da oxidação lipídica sobre a qualidade da carne
A formação de aldeídos e outros compostos voláteis confere odores desagradáveis a diversos tipos de carnes e derivados, especialmente em carnes pré-cozidas que, após dias de conservação, apresentam um odor a ranço (Fasseas, et al., 2006). Além disso, a oxidação lipídica promove a modificação da cor de carnes pela transformação do pigmento oximioglobina, de coloração vermelho brilhante em metamioglobina, tornando a carne acastanhada-acinzentada, aspeto que o consumidor rejeita. E finalmente, a oxidação de gorduras também altera a textura de carnes. Assim, lipídios oxidados e produtos da oxidação lipídica podem formar complexos proteína-lípido ou provocar cisão de proteínas. Também são formados complexos proteína-proteína, formando polímeros, levando à desnaturação proteica, inibição da atividade enzimática e diminuição da solubilidade (Ferrari, 1998; Fasseas, et al., 2006).
1.3.1.2 - Ação dos Antioxidantes: prevenção da oxidação dos tecidos
Os antioxidantes apresentam-se como alternativa para prevenir a deterioração oxidativa dos alimentos e minimizar os danos oxidativos nos seres vivos, uma vez que são substâncias capazes de retardar ou reduzir a velocidade da oxidação.
Os antioxidantes podem definir-se como substâncias que, numa concentração consideravelmente menor que a do substrato oxidável, retardam o ranço oxidativo diminuindo a velocidade da reação ou prolongando o seu período de indução (Silva, et al., 1998). Eles podem ser sintéticos como o butil-hidroxianisol (BHA) e o butil-hidroxitolueno (BHT), os quais são os mais utilizados na indústria alimentar, ou naturais, substâncias bioativas tais como fenólicos e terpenos, que fazem parte da constituição de diversos alimentos, entre eles os vegetais. Apesar da elevada utilização de antioxidantes sintéticos, o seu uso tem sido sujeito de controvérsia, como suspeito de toxicidade e a rejeição geral de aditivos alimentares
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sintéticos pelos consumidores, levando a indústria alimentar a considerar a incorporação de antioxidantes naturais na sua gama de produtos (Fasseas, et al., 2007; Huang, et al., 2011). Existe, portanto, um interesse crescente na identificação de novos antioxidantes naturais que sirvam como alternativas aos compostos sintéticos (Botsoglou, et al.2002).
Os vegetais são fontes ricas em antioxidantes naturais como tocoferóis, vitamina C, carotenóides e compostos fenólicos (Mariutti e Bragagnolo, 2007). As plantas aromáticas e especiarias têm revelado serem eficientes em retardar o processo de oxidação lipídica sendo consideradas como potenciais fontes de antioxidantes naturais. O componente presente em plantas aromáticas e especiarias que pode atuar como um antioxidante natural é o óleo essencial correspondente. (Viuda-Matos, et al., 2009)
Utilização de óleos essenciais em carne
Estudos realizados por diferentes autores sobre o efeito antioxidante de diversos óleos essenciais como orégão (Botsoglou, et al., 2002; Botsoglou, et al., 2003; Fasseas, et al., 2007), cassia (Du e Li, 2008), sálvia (Fasseas, et al., 2007), flor-de-lótus (Huang, et al., 2011), entre outros, revelaram a alta aplicabilidade destes nas indústrias alimentares como conservantes naturais, principalmente para carnes e produtos cárneos.
Plantas da família Lamiaceae como as espécies de alecrim (Rosmarinus sp.), sálvia (Salvia sp.), orégão (Origanum sp.), tomilho (Thymus sp.), menta (Mentha sp.), segurelha (Satureja sp.), dentre outras, são amplamente estudadas devido às suas propriedades antioxidantes, antimicrobianas e medicinais (Mariutti e Bragagnolo, 2007).
As propriedades antioxidantes dos membros da família Lamiaceae estão atribuídas principalmente aos compostos fenólicos. No caso do orégão e do tomilho a sua atividade antioxidante está relacionada com os seus principais fenóis (carvacrol, timol) onde o timol pode representar cerca de 60% do total do óleo essencial de orégão (Fasseas, et al., 2007), sendo considerado como o principal responsável por esta atividade (Yanishlieva, et al., 1999). No caso dos compostos fenólicos a sua própria estrutura química é um dos fatores fundamentais que conferem a estas moléculas uma elevada atividade antioxidante e consequentes benefícios farmacológicos. Os antioxidantes fenólicos funcionam como sequestradores de radicais e, algumas vezes, como quelantes de metais, agindo tanto na etapa de iniciação como na propagação do processo oxidativo. Os produtos intermediários formados
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pela ação destes antioxidantes são relativamente estáveis, devido à ressonância do anel aromático apresentada por estas substâncias (figura 8) (Lee e Shibamoto, 2002).
Figura 8 - Ressonância do anel aromático dos compostos fenólicos.
Devido a esses componentes bioativos que proporcionam as atividades biológicas aos OEs, estes são importantes como aditivos alimentares para a indústria alimentar como alternativa aos antioxidantes sintéticos aplicados hoje em dias.
1.4 - Objetivos
Alguns extratos vegetais são uma excelente fonte de antioxidantes naturais que podem melhorar o prazo de validade e a qualidade da carne principalmente por retardar a oxidação de lípidos e o crescimento microbiano. Os óleos essenciais de plantas aromáticas e especiarias podem atuar como antioxidantes naturais, eles são maioritariamente constituídos por terpenos e através de testes in vitro tem-se verificado a sua eficácia contra a peroxidação lipídica. O efeito do óleo essencial de orégão na qualidade da carne tem sido o mais estudado, ao passo que há menos informação sobre outras plantas com elevada potencialidade. Neste trabalho pretendeu-se avaliar a eficácia do óleo essencial de lúcia-lima (Aloysia triphylla (L’Herit.) Britton), uma planta aromática com várias aplicações alimentares descritas, na prevenção da oxidação lipídica em hambúrgueres pré-cozinhados e congelados, tanto durante o processo de tratamento térmico assim como durante o seu período de armazenamento e conservação a -18ºC. Numa primeira fase deste trabalho efetuou-se a extração por hidrodestilação e caracterização química por GC/MS do óleo essencial de Aloysia triphylla. Por forma a avaliar a sua potencial aplicação com antioxidante efetuou-se a avaliação da sua atividade
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antioxidante in vitro relativamente a vários sistemas geradores de radicais nomeadamente através do teste da captação do catião radical ABTS+•, o teste de 2-desoxiribose pelo sequestro do radical hidroxilo de forma específica e não específica e o teste da descoloração da crócina. Numa segunda fase deste trabalho testou-se a eficácia deste óleo essencial na prevenção da oxidação lipídica em hambúrgueres de carne bovina com diferentes níveis de aplicação do óleo essencial (0,1; 0,25 e 0,5 %) durante o processo de tratamento térmico e após tratamento térmico, o seu efeito ao longo do armazenamento a -18ºC durante 2, 4, 8 e 12 semanas.
1.5 - Referências bibliográficas
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2 – ARTIGO CIENTÍFICO -“Composition and antioxidant activity of Aloysia triphylla (L’Herit.) Britton essential oil”
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Composition and antioxidant activity of Aloysia triphylla (L’Herit.) Britton essential oil
Juliana F. Machado, Fernando M. Nunes
CQ-VR – Chemical Reserch Center, Chemistry Department, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Apartado 1013, 5001-801 Vila Real, Portugal.
Abstract
The essential oil isolated by hydrodistillation (yield 0.02 – 0.2 %), from fresh leaves and flowers of Aloysia triphylla was characterized by GC/MS. Limonene (14.35 %), geranial (11.94 %), ar-curcumene (11.63 %) and neral (7.95 %) were identified as the main components. Antioxidant activity of the samples were determined using the 2-deoxyribose, crocin bleaching and ABTS•+scavenging assays. Essential oil showed moderate antioxidant activities for all tests. The efficiency of the Aloysia triphylla essential oil as an antioxidant in preventing the lipid oxidation and -tocopherol loss during cooking was evaluated by supplementation of beef burgers at three levels (0.1, 0.25 and 0.5 %). The effect during frozen storage throughout 12 weeks on lipid oxidation was also studied. Aloysia triphylla essential oil was able to prevent the loss of -tocopherol during cooking at the highest supplementation level but was inefficient in preventing its loss during storage. Also the lipid oxidation during freeze storage was not affected by the added essential oil. This was due to the loss of the essential oil during the cooking process. The use of essential oil from Aloysia triphylla in raw
burgers can be a way to increase the levels of -tocopherol after cooking being nutritionally
interesting.
Keywords: antioxidant activity, lipid oxidation, essential oil, beef meat, lemon verbena.
Abbreviations: EO – essential oil; ABTS -
2,2’-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate); TEAC - Trolox equivalent antioxidant capacity; TBA - thiobarbituric acid; TCA - Trichloroacetic acid; AAPH - 2,2 '-azobis (2-amidinopropane) Dihydrochoride); TBARS - thiobarbituric acid reactive substances; HS-SPME - headspace solid-phase microextraction; BHT - butylated hydroxytoluene; GC – gas chromatography.
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1. Introduction
Essential oils (EO), also called volatile or ethereal oils, are aromatic oily liquids obtained from plant material (flowers, buds, seeds, leaves, twigs, bark, herbs, wood, fruits and roots) were they accumulate. They are formed by aromatic plants as secondary metabolites, and they are obtained by steam distillation as the most commonly method used for their production (Bakkali, Averbeck, Averbeck & Idaomar, 2008). EOs are constituted by a complex mixture of compounds, including terpenes, alcohols, acetones, phenols, acids, aldehydes and esters, and their composition determine their biological proprieties (Viuda-Martos, Ruiz-Navajas, Fernandez-Lopez & Perez-Alvarez, 2010).
The genus Lippia (Verbenaceae) includes approximately 200 species of herbs, shrubs and small trees (Argyropoulou, Daferera, Tarantilis, Fasseas & Polissiou, 2007). Lemon verbena, Aloysia triphylla (L’Herit.) Britton is a member of the Verbenaceae family. It grows spontaneously in South America and is cultivated in North Africa (Morocco) and southern Europe (Santos-Gomes, Fernandes-Ferreira & Vicente, 2005). The leaves of lemon verbena is the most popular product in terms of market demand, both the essential oil and lemon verbena absolute, because of their attractive and characteristic lemony profiles and medicinal proprieties are of special interest to the flavor and fragrance industries (Lira, Baren, Retta, Bandoni, Gil, Gattuso & Gattuso, 2008). The lemon verbena is a folk remedy in treatments of asthma, spasms, cold, fever, flatulence, colic, diarrhea, indigestion, insomnia and anxiety (Argyropoulou, Daferera, Tarantilis, Fasseas & Polissiou, 2007; Santos-Gomes, et al., 2005). Other applications of this plant include the uses of respective leaves for flavoring of beverages and seasoning for food preparation (Santos-Gomes, et al., 2005). Besides the flavoring, essential oils have been shown to possess antioxidant activity (Bakkali, et al., 2008) and this has been exploited by food industry to stabilize foods against oxidative deterioration (Viuda-Martos, et al., 2010). Due to their lipophilic nature, essential oils have been used to counteract lipid oxidation (Puertas-Mejía, Hillebrand, Stashenko & Winterhalter, 2002) in meat and meat products (Bakkali, et al., 2008). Recent concern over the use of synthetic antioxidants has created a need and prompted research for alternatives antioxidants, particularly from natural sources (Sáyago-Ayerdi, Brenes & Goni, 2009; Fasseas, Mountzouris, Tarantilis, Polissiou, & Zervas, 2007). Herbs and species have been employed since ancient times as flavoring and storing agents for food, but only during last few decades’ scientific research has focused its interest on their essential oils and extracts as natural sources
