Modification of the Nutritional Quality and Oxidative Stability of Lupin (Lupinus mutabilis Sweet) and Sacha Inchi (Plukenetia volubilis L.) Oil Blends

Gilbert Rodríguez; Elza Aguirre; Any Córdova-Chang; Jenny C. Muñoz-Saenz; Mery Baquerizo; Andrea Brandolini; Eudes Villanueva; Alyssa Hidalgo

doi:10.3390/molecules27217315

Modification of the Nutritional Quality and Oxidative Stability of Lupin (Lupinus mutabilis Sweet) and Sacha Inchi (Plukenetia volubilis L.) Oil Blends

Gilbert Rodríguez
, Elza Aguirre
, Any Córdova-Chang
, Jenny C. Muñoz-Saenz
, Mery Baquerizo
, Andrea Brandolini
, Eudes Villanueva
, Alyssa Hidalgo

Academic Department of Agroindustry and Agronomy

Universidad Nacional del Santa
Universidad Peruana Los Andes
Universidad Nacional del Centro del Perú
Agricoltura e L’analisi Dell’economia Agraria—Centro di Ricerca Zootecnia e Acquacoltura (CREA-ZA
Universidad Nacional Autónoma de Tayacaja Daniel Hernández Morillo
University of Milan

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Abstract

Andean lupin (Lupinus mutabilis) oil is rich in monounsaturated (54.2%) and polyunsaturated (28.5%) fatty acids but has a ω-3:ω-6 ratio (1:9.2) above the recommended values for human health. Sacha inchi (Plukenetia volubilis) oil presents a high polyunsaturated fatty acid content (linolenic 47.2% and linoleic 34.7%), along a ω-3:ω-6 ratio (1:0.74) good for human consumption. The objective of this research was to study the physico-chemical properties and oxidative stability of tarwi and sacha inchi oil blends (1:4, 1:3, 1:1, 3:1 and 4:1 w:w) with suitable ω-3:ω-6 ratios. All blends showed ω-3:ω-6 ratios between 1:0.8 and 1:1.9, acceptable from a nutritional point of view, and high total tocopherols’ content (1834–688 mg/kg), thanks to sacha inchi. The oxidative stability index (OSI) of the mixtures by the Rancimat method at 120 °C ranged from 0.46 to 8.80 h. The shelf-life of 1:1 tarwi/sacha inchi oil blend was 1.26 years; its entropy (−17.43 J/mol), enthalpy (107.04 kJ/mol), activation energy (110.24 kJ/mol) and Gibbs energy (113.76 kJ/mol) suggest low oxidation reaction rates and good stability. Hence, balanced blends of tarwi/sacha inchi oils can achieve optimal nutritional properties and enhanced shelf-life.

Original language	English
Article number	7315
Journal	Molecules
Volume	27
Issue number	21
DOIs	https://doi.org/10.3390/molecules27217315
State	Published - Nov 2022

Bibliographical note

Publisher Copyright:
© 2022 by the authors.

UN SDGs

This output contributes to the following UN Sustainable Development Goals (SDGs)

SDG 3 Good Health and Well-being

Keywords

fatty acids
Rancimat
shelf-life
thermodynamics values
tocopherols
ω3/ω6 ratio

Access to Document

10.3390/molecules27217315

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title = "Modification of the Nutritional Quality and Oxidative Stability of Lupin (Lupinus mutabilis Sweet) and Sacha Inchi (Plukenetia volubilis L.) Oil Blends",

abstract = "El aceite de lupino andino (Lupinus mutabilis) es rico en {\'a}cidos grasos monoinsaturados (54,2\%) y poliinsaturados (28,5\%), pero presenta una relaci{\'o}n ω-3:ω-6 (1:9,2) superior a los valores recomendados para la salud humana. El aceite de sacha inchi (Plukenetia volubilis) presenta un alto contenido de {\'a}cidos grasos poliinsaturados (linol{\'e}nico 47,2\% y linoleico 34,7\%), junto con una relaci{\'o}n ω-3:ω-6 (1:0,74) adecuada para el consumo humano. El objetivo de esta investigaci{\'o}n fue estudiar las propiedades fisicoqu{\'i}micas y la estabilidad oxidativa de mezclas de aceites de tarwi y sacha inchi (1:4, 1:3, 1:1, 3:1 y 4:1 p:p) con relaciones ω-3:ω-6 adecuadas. Todas las mezclas mostraron relaciones ω-3:ω-6 entre 1:0,8 y 1:1,9, aceptables desde el punto de vista nutricional, y un alto contenido de tocoferoles totales (1834{\textendash}688 mg/kg), gracias al sacha inchi. El {\'i}ndice de estabilidad oxidativa (OSI) de las mezclas por el m{\'e}todo Rancimat a 120 °C vari{\'o} de 0,46 a 8,80 h. La vida {\'u}til de la mezcla 1:1 de aceite de tarwi/sacha inchi fue de 1,26 a{\~n}os; su entrop{\'i}a (−17,43 J/mol), entalp{\'i}a (107,04 kJ/mol), energ{\'i}a de activaci{\'o}n (110,24 kJ/mol) y energ{\'i}a de Gibbs (113,76 kJ/mol) sugieren bajas velocidades de reacci{\'o}n de oxidaci{\'o}n y buena estabilidad. Por lo tanto, las mezclas equilibradas de aceites de tarwi/sacha inchi pueden lograr propiedades nutricionales {\'o}ptimas y una vida {\'u}til m{\'a}s prolongada.",

keywords = "fatty acids, Rancimat, shelf-life, thermodynamics values, tocopherols, ω3/ω6 ratio",

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TY - JOUR

T1 - Modification of the Nutritional Quality and Oxidative Stability of Lupin (Lupinus mutabilis Sweet) and Sacha Inchi (Plukenetia volubilis L.) Oil Blends

AU - Rodríguez, Gilbert

AU - Aguirre, Elza

AU - Córdova-Chang, Any

AU - Muñoz-Saenz, Jenny C.

AU - Baquerizo, Mery

AU - Brandolini, Andrea

AU - Villanueva, Eudes

AU - Hidalgo, Alyssa

PY - 2022/11

Y1 - 2022/11

N2 - El aceite de lupino andino (Lupinus mutabilis) es rico en ácidos grasos monoinsaturados (54,2%) y poliinsaturados (28,5%), pero presenta una relación ω-3:ω-6 (1:9,2) superior a los valores recomendados para la salud humana. El aceite de sacha inchi (Plukenetia volubilis) presenta un alto contenido de ácidos grasos poliinsaturados (linolénico 47,2% y linoleico 34,7%), junto con una relación ω-3:ω-6 (1:0,74) adecuada para el consumo humano. El objetivo de esta investigación fue estudiar las propiedades fisicoquímicas y la estabilidad oxidativa de mezclas de aceites de tarwi y sacha inchi (1:4, 1:3, 1:1, 3:1 y 4:1 p:p) con relaciones ω-3:ω-6 adecuadas. Todas las mezclas mostraron relaciones ω-3:ω-6 entre 1:0,8 y 1:1,9, aceptables desde el punto de vista nutricional, y un alto contenido de tocoferoles totales (1834–688 mg/kg), gracias al sacha inchi. El índice de estabilidad oxidativa (OSI) de las mezclas por el método Rancimat a 120 °C varió de 0,46 a 8,80 h. La vida útil de la mezcla 1:1 de aceite de tarwi/sacha inchi fue de 1,26 años; su entropía (−17,43 J/mol), entalpía (107,04 kJ/mol), energía de activación (110,24 kJ/mol) y energía de Gibbs (113,76 kJ/mol) sugieren bajas velocidades de reacción de oxidación y buena estabilidad. Por lo tanto, las mezclas equilibradas de aceites de tarwi/sacha inchi pueden lograr propiedades nutricionales óptimas y una vida útil más prolongada.

AB - El aceite de lupino andino (Lupinus mutabilis) es rico en ácidos grasos monoinsaturados (54,2%) y poliinsaturados (28,5%), pero presenta una relación ω-3:ω-6 (1:9,2) superior a los valores recomendados para la salud humana. El aceite de sacha inchi (Plukenetia volubilis) presenta un alto contenido de ácidos grasos poliinsaturados (linolénico 47,2% y linoleico 34,7%), junto con una relación ω-3:ω-6 (1:0,74) adecuada para el consumo humano. El objetivo de esta investigación fue estudiar las propiedades fisicoquímicas y la estabilidad oxidativa de mezclas de aceites de tarwi y sacha inchi (1:4, 1:3, 1:1, 3:1 y 4:1 p:p) con relaciones ω-3:ω-6 adecuadas. Todas las mezclas mostraron relaciones ω-3:ω-6 entre 1:0,8 y 1:1,9, aceptables desde el punto de vista nutricional, y un alto contenido de tocoferoles totales (1834–688 mg/kg), gracias al sacha inchi. El índice de estabilidad oxidativa (OSI) de las mezclas por el método Rancimat a 120 °C varió de 0,46 a 8,80 h. La vida útil de la mezcla 1:1 de aceite de tarwi/sacha inchi fue de 1,26 años; su entropía (−17,43 J/mol), entalpía (107,04 kJ/mol), energía de activación (110,24 kJ/mol) y energía de Gibbs (113,76 kJ/mol) sugieren bajas velocidades de reacción de oxidación y buena estabilidad. Por lo tanto, las mezclas equilibradas de aceites de tarwi/sacha inchi pueden lograr propiedades nutricionales óptimas y una vida útil más prolongada.

KW - fatty acids

KW - Rancimat

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KW - tocopherols

KW - ω3/ω6 ratio

UR - https://www.scopus.com/pages/publications/85141560376

U2 - 10.3390/molecules27217315

DO - 10.3390/molecules27217315

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C2 - 36364140

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SN - 1420-3049

VL - 27

JO - Molecules

JF - Molecules

IS - 21

M1 - 7315

ER -

Modification of the Nutritional Quality and Oxidative Stability of Lupin (Lupinus mutabilis Sweet) and Sacha Inchi (Plukenetia volubilis L.) Oil Blends

Abstract

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