Simbiosis industrial en el aprovechamiento del resíduo del caqui para la elaboración de productos formulados con bioactivos

Abstract

Debido a la elevada generación de subproductos industriales en la industria alimentaria se plantea la revalorización y aprovechamiento industrial de dos subproductos (A y B) procedentes del fruto de caqui para la obtención de un extracto rico en carotenoides mediante la extracción con disolventes puros o mezclas, empleando etanol, acetona, etanol/acetona (50:50 v/v) y etanol/acetona/hexano (25:25:50 v/v/v). El subproducto B resultante de un tratamiento enzimático con pectinasa para optimizar la extracción del zumo fue especialmente adecuado para la recuperación de valiosos compuestos bioactivos, en este caso carotenoides. El análisis HPLC-DAD detectó e identificó un total de nueve carotenoides individuales presentes en los diferentes extractos: violaxantina, neoxantina, anteraxantina, luteína, zeaxantina, ß- criptoxantina 5,6-epóxido, ß-criptoxantina, alfa-caroteno y ß-caroteno. Los compuestos mayoritarios fueron la ß-criptoxantina y el ß-caroteno con un 49,2% y 13,2% del contenido de carotenoides totales (CCT) en el extracto de acetona del subproducto B. El CCT contribuyó en gran medida a la actividad antioxidante del extracto de acetona derivado de este subproducto. Además, se determinó el contenido de polifenoles totales (CPT) y la actividad antioxidante de dichos extractos mediante el ensayo de eliminación de radicales ABTS.+ y el ensayo de capacidad de absorción de radicales de oxígeno (CARO). Los resultados indicaron nuevamente que el extracto de acetona del subproducto B era el más ventajoso con valores de 101,28 mg GAE/100 g, 138,98 mM TE/100 g y 454,63 mM TE/100 g, respectivamente. Con la intención de evaluar la actividad biológica del extracto de acetona rico en carotenoides procedente del subproducto B de caqui (ECC) frente a la radiación solar, se determinó la actividad fotoprotectora de ECC en células de queratinocitos de piel humana (HaCaT) expuestas a radiación UV-A o UV-B, bien previamente tratadas con dos concentraciones diferentes de ECC (20 o 50 µg/mL de DMEM) durante 24 h (pretratamiento largo) o 3 h (pretratamiento corto), bien después de la irradiación (postratamiento). También se evaluó el poder de reducción de los niveles de especies de oxígeno reactivas (EOR) intracelulares inducidas tras la exposición a UV- B en dicha línea celular. Independientemente del subtipo de radiación UV utilizado, el efecto de la concentración de ECC sobre la viabilidad de las células HaCaT irradiadas dependió del momento en el que se añadió ECC. La adición de ECC a las células después de la exposición a los rayos UV mejoró la viabilidad de la mayoría de los cultivos monocapa irradiados de queratinocitos HaCaT. Los resultados sugieren un efecto fotoprotector y regenerador del tratamiento con ECC en los cultivos monocapa de queratinocitos HaCaT sometidos a radiación UV. Además, la administración de concentraciones de ECC iguales o mayores a 10 µg/mL mostró una marcada disminución de las EOR intracelulares. Considerando el posible efecto beneficioso aportado por ECC tras sufrir daños por radiación solar en la piel, se planteó estudiar el efecto del mismo en la microbiota propia de la piel humana. ECC exhibió una notable actividad antifúngica contra Candida albicans y Trichophyton rubrum con valores de concentración mínima fungicida (CMF) de 30,00 y 7,50 mg/mL respectivamente, mientras que las concentraciones mínimas bactericidas (CMB) para las cepas patógenas de Escherichia coli y Staphylococcus aureus fue de 60,00 mg/mL, no detectándose efecto bactericida frente a los residentes comunes de la piel Cutibacterium acnes y Staphylococcus epidermidis a los niveles de concentración probados. También se estudió la capacidad de adhesión de dichos microorganismos a las monocapas de células HaCaT. El tratamiento con ECC estimuló la capacidad de adhesión de los integrantes del microbioma de la piel humana a las células HaCaT, al tiempo que mostró una actividad antiadherente significativa contra todos los patógenos probados. Finalmente, para evaluar la liberación tópica de ECC en posibles tratamientos transdérmicos, se estudió la dinámica de acumulación de sus carotenoides en celdas de difusión de Franz. El análisis HPLC-PDA-MS/MS (de cromatografía líquida de alta resolución acoplada a detectores de espectrometría de masas en tándem y matriz de fotodiodos) mostró que, de los carotenoides encontrados en ECC, ß-criptoxantina y ß-caroteno, junto con sus variantes isoméricas, mostraron mayor permeación y, por lo tanto, el anillo de ciclohexano constitutivo resultó ser un factor determinante en la permeabilidad global de los carotenoides.