Centre Especial de Recerca Planta de Tecnologia dels Aliments

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POSIBILIDADES DE LA LECHE COMO ALIMENTO FUNCIONAL

Debemos consumir leche?

Hay vestigios del consumo desde el 9000 A.J.

ALIMENTOS FUNCIONALES

INTRODUCCIÓN

ORIGEN DEL CONCEPTO DE ALIMENTO FUNCIONAL

• Japón década 80’s. Alimentos para uso de salud. “Foodsfor specified health use”. FOSHU

“Alimentos procesados que contienen ingredientes que desempeñan una función específica en las funciones fisiológicas del organismo humano, más allá de su contenido nutricional”

Diferencia alimento funcional-medicamento

• El medicamento cura o cronifica una enfermedad• El alimento funcional tomado regularmente puede

reducir el riesgo de tener una determinada enfermedad

Los retos para la nutrición. Productos del sigloXXI

• Aplicación de nuevos conocimientos científicos• Mejora del conocimiento científico sobre la relación

dieta-enfermedad• Incremento exponencial de los costes del cuidado de la

salud• Progresos en tecnología alimentaria

Dianas que presentan un mayor interés en el desarrollo de nuevos alimentos

• De acuerdo con las conclusiones elaboradas en el documento consenso sobre los alimentos funcionales (Diplock y col., 1999), las dianas con mayor interés en el desarrollo de nuevos alimentos son las que afectan a las siguientes funciones:

• 1- Crecimiento, desarrollo y diferenciación– Dieta de gestantes: evitar malformaciones – Leche de lactantes: suministrar dieta óptima– Efectos sobre el ciclo celular en tejidos específicos

• 2- Metabolismo intermediario, sistema cardiovascular y antioxidantes

– Reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares – Control de la resistencia a insulina: diabetes tipo 2, obesidad– Estrés oxidativo celular y tisular

Dianas que presentan un mayor interés en el desarrollo de nuevos alimentos

• 3- Metabolismo de xenobióticos– Modulación por componentes de la dieta – Control de toxicidad y carcinogenicidad por contaminantes

4- Sistema Gastrointestinal – Mejora de la microbiota colónica– Biodisponibilidad de nutrientes – Promoción de la actividad inmunitaria intestinal – Modulación de la proliferación celular del epitelio intestinal

• 5- Humor y comportamiento – Mejora de las capacidades cognitivas – Modulación del estado psicológico– Aumento de la calidad de vida y de su percepción

La leche como alimento funcional

Componentes bioactivos presentes en la leche– Origen natural– Origen alimentación animal productor– Componentes añadidos

La leche como soporte de prebioticos y/o probioticos

Conservación o potenciación de las propiedades funcionales de un

alimento

Tecnofuncionalidad

• Aplicación de procesos tecnológicos incluidas las nuevas tecnologías para mantener o mejorar la funcionalidad de un alimento, por las modificaciones que se producen a nivel conformacional o estructural

Componentes bioactivos presentes en la leche de forma natural

Búsqueda de componentes bioactivos

Proteínas

• Péptidos– Antitrombóticos– Antihipertensivos

• Caseinfosfopéptidos– Absorción de minerales

• Glicomacropéptidos– Enlaces con toxinas

Proteínas

• Casoxinas y caseomorfinas– Antagonistas de opiáceos– Efectos opiáceos

• Isracidina– inmunomodulador

• Caseoplatecina– Antitrombótico

Lipidos

• Membrana del glóbulo graso• CLA (Ácido linoléico conjugado)

Componentes bioactivos presentes en la leche a traves de la

alimentación de los animales

Búsqueda de componentes bioactivos

Alimentación animales

• Ácido linoléico conjugado• Antioxidantes procedentes de plantas

Componentes bioactivos añadidos a la leche

Búsqueda de componentes bioactivos

Ingredientes Bioactivos. Carotenoides

Clase/componente Origen Beneficio potencial

Beta caroteno Zanahoria Neutraliza los radicales libres que podrían dañar las células

Luteína Vegetales verdes Visión sana

Licopeno Tomate Podría reducir el riesgo de cáncer de próstata

Ingredientes Bioactivos.Fibras Dietéticas

Clase/componente Origen Beneficio potencial

Fibra insoluble Cáscara de trigo Podría reducir el riesgo de cáncer de colon

Beta glucano Avena Reduce el riesgo de enfermedad cardiovascular

Ingredientes Bioactivos.Ácidos Grasos

Clase/componente Origen Beneficio potencial

Omega 3, DHA Aceite de pescado Podría reducir el riesgo de enfermedad vascular y mejorar funciones mentales y visuales

Ácido linoléico, linoleico conjugado

Queso, productos lácteos

Podría mejorar la composición corporal y reducir ciertos tipos de cáncer

Ingredientes Bioactivos.Flavonoides

Clase/componente Origen Beneficio potencial

Catequinas Té Neutraliza radicales libres. Podría reducir el riesgo de cáncer

Flavonas Cítricos Neutraliza radicales libres. Podría reducir el riesgo de cáncer

Ingredientes Bioactivos.Esteroles Vegetales

Clase/componente Origen Beneficio potencial

Ester estanol Maíz, soja, trigo Reduce niveles colesterol

Ingredientes Bioactivos.Fitoestrógenos

Clase/componente Origen Beneficio potencial

Isoflavonas Soja Podría reducir síntomas de menopausia

Prebióticos/probióticos

Clase/componente Origen Beneficio potencial

Fructooligosacáridos Cebolla, achicoria Podria mejorar salud gastrointestinal

Bact. probióticas Diverso Podrían prevenir enfermedades gastrointestinales e infecciones

Alimentos funcionales

• Chile. Altos niveles de capsaicinas (anticáncer)• Mostaza. Isothiocianatos. (estables en polvo)• Cebollas,Ajos et. . Componentes Allylicos sulfurados.• Cítricos y aceites de especias. Monoterpenos.

Probióticos

Werner Kollath (11 jun 1892). Probiotika“Sustancias activas que son esenciales para

un desarrollo sano de la vida”

Probióticos

WHOMicroorganismos vivos que , cuando son suministrados en cantidades adecuadas,

promueven beneficios en la salud del individuo huesped”

Probióticos

PROPIEDADESReducción colesterol

Refuerzo sistema gastrointestinalModulación sistema inmunológico

Anticáncer

Prebióticos y probióticos comercialmente disponibles

• Mientras que algunos estudios en el pasado han utilizado LAB aisladas a partir de muestras de individuos sanos, productos lácteos o una plétora de LAB disponibles en el mercado, la mayor parte de los ensayos clínicos se han realizado con menos de 10 formulaciones diferentes:

Probióticos de cepa simple• Saccharomyces boulardi comercializado por Laboratoires Biocodex, Montrouge,

Francia.• Escherichia coli no patogénico serotipo O6:K5:H1 conocido como Nissle 1917,

después de las primeras observaciones hechas por Nissle durante la Primera Guerra Mundial

• Lactobacillus GG (LGG) comercializado por Valio, Helsinki, Finlandia. • Lactobacillus acidophilus LA-1 (LA-1) comercializado por Nestle. Vevey, Suiza

• Probióticos multicepa

• El cóctel probiótico denominado VSL-3 es el único probiótico multicepa que se ha ensayado hasta ahora. Consiste de cuatro cepas de lactobacilos (Lactobacillusacidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus delbrueckii subespecie bulgaricus y Lactobacillus plantarum), tres cepas de bifidobacterias (Bifidobacteriumlongum, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium breve) y Streptococcus salivariussubespecie thermophilus. VSL-3 se ha utilizado en varios estudios y ha originado resultados muy interesantes que han atraído el interés de los gastroenterólogos y de los pacientes en todo el mundo. El VSL-3 contiene 3 x 1012 bacterias vivas por gramo. Se produce y se comercializa por Sigma-Tau, Pomezia, Italia y VSL Pharmaceuticals, Fort Lauderdale, Estados Unidos. Se administra usualmente en dosis elevadas, 1,8 x 1012 LAB y más recientemente hasta 3,6 x 1012 LAB por día.

•

• Simbióticos de cepa simple y fibra simple

• Lactobacillus plantarum 299 ó 299V más fibra de avena. Cuando el simbiótico está basado en el 299V se denomina ProViva. La composición se construyó después de estudios extensivos con cepas de lactobacillos. Se produce y se comercializa por AB Probi, Lund, Suecia. La composición contiene 10 g de fibra de avena y 109 de Lactobacillus plantarum 299. Una dosis común es 1 a 2 x 109 bacterias por día aunque ocasionalmente se ha utilizado 5 x 109 LAB por día. La mayor parte de la experiencia con este simbiótico se ha llevado a cabo en estudios en unidades de pacientes críticos y en conexión con cirugía extensiva.

• Simbióticos multicepa y multifibra• Synbiotic 2000

•

Conservación o potenciación de las propiedades funcionales de un

alimento

Las tecnologías y los alimentos funcionales

• Tecnologías que mantienen la funcionalidad– Congelación– Concentración– Liofilización

• Tecnologías que pueden mejorar la funcionalidad– Altas Presiones hidrostáticas– Altas presiones dinámicas (UHPH)

• Tecnologías que pueden afectar la funcionalidad– Tratamientos térmicos– Deshidratación

Altas presiones hidrostáticas

Bebida a base de calostro - HDPE

Hiperbaric 55

NEW IMAGE Natural Health (NZ)

Protección de componentes bioactivos

Técnicas utilizadas para proteger los ingredientes bioactivos y/o los probióticos

• Obtención de partículas ultrafinas en polvo• Altas presiones hidrostáticas• Ultra alta presión homogenización (nanocapsulas,

liposomas)• Emulsificación por ultrasonidos (liposomas)• Emulsificación con membranas (microemulsiones)• Fluídos supercríticos (microcápsulas, microesferas)• Jets eléctricos coaxiales (cápsulas líquido-líquido)

Productos en función del tamaño de la protección

Microproductos: Cápsulas entre 1 y 3 micras

Submicroproductos: Submicrocápsulas entre 100 y 1000 nm

Nanoproductos: Nanocápsulas inferiores a 100 nm (Engineering Nanomatherials-EN)

Tipos de Coberturas Utilizadas en Microencapsulación.

Tipo de Cobertura / Cobertura específica

Gomas: Gomas arábiga, agar, alginato de sodio, carrageninaCarbohidratos: Almidón, dextranos, sacarosa, jarabes de maízCelulosas: Carboximetl-celulosa, metilcelulosa, etilcelulosa,metilcelulosa, acetilcelulosa

Lípidos: Ceras, parafinas, tristearina, ácido esteárico, monoglicéridos, diglicéridos, aceites, grasasMateriales inorgánicos: Sulfato de calcio, silicatos

Ingredientes encapsulados utilizados en alimentos

Tipo de IngredienteSaborizantes de tipo: especias, aceites, sazonadores y edulcorantesAcidulantes, alcalis, buffers (Ac. ascórbico, cítrico, fumárico, bicarbonato)Lípidos: Ac. linoléicoAgentes redox (blanqueadores, maduradores)Enzimas o microorganismosAntioxidantes (Ac. ascórbico, cítrico)ColorantesAceites esenciales, aminoácidos, vitaminas y minerales

Métodos generales de producción de microcápsulas

Procesos físicos: secado por aspersión, extrusión y recubrimiento por aspersión.Procesos fisicoquímicos: coacervación simple o compleja y atrapamiento en liposomas.Procesos químicos: polimerización interfacial e inclusión molecular.

Ultra alta presión de homogenización. Liposomas,

Submicro y nanocápsulas

Ultra alta presión homogenización

Alta presiónImpactoCizallaCavitaciónTurbulencia

Patente EU solicitada UAB

CONTINUOUS SYSTEM AND PROCEDURE OF STERILIZATION AND PHYSICAL STABILIZATION OF PUMPABLE FLUIDS BY MEANS OF ULTRA-HIGH PRESSURE HOMOGENIZATIONPat nº 10380094.2-1221Explotación. EBT YPSICON

Nuevo equipo UHPH 400 MPa 125 l/h. CERPTA-UAB (Pat nº 10380094.2-1221)

Conventional homogenisation vs. UHPH

Microbial destruction Enzyme inactivation

Food preservation

Without treatment

(Vachon et al., 2002)

100 MPa

200 MPa 300 MPa

Particle size reduction Modification of colloidal

structures

Increasing physical stability

UHPH effects on liquid foods

Liposomas

Molécula lipofila

Molécula hidrófila

Fase acuosa interna

Molécula amfifílica

Submicro y Nanocápsulas

UHPH hasta 400 Mpa

ImagenTEM de submicrocapsulas

Process-Plant Design, Installation & Maintenance

UHPH & Ypsicon

Equipo de investigadores en altas presiones del CERPTA-UAB

Buenaventura Guamis Victoria FerragutToni TrujilloArtur Xavier RoigManoli FernándezJoan Miquel QuevedoTomás López

Martín BuffaRamón GervillaJordi SaldoMaria del Mar SerraAna ZamoraAngela SuarezRoger Escriu

Gracias por su atención