Desarrollo de alimentos funcionales ainia · en los alimentos Por todo ello, el ... su presencia...

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Desarrollo de alimentos funcionales ainia

Blanca Viadel

El Ministerio de Sanidad y Consumo siguiendo con la

estrategia NAOS y con las recomendaciones de la OMS,

solicita a las industrias alimentarias un compromiso de

obtener productos más saludables mediante la

reducción y/o sustitución de las grasas saturadas, sal y/o

azúcar

Desarrollo de alimentos funcionales

Además, recientemente la AESAN ha propuesto a

las empresas, un Plan de Reducción de

consumo de sal en el que se recomienda

reducir entre un 16 y un 20% los valores actuales de concentración de sal

en los alimentos

Por todo ello, el desarrollo de alimentos con un menor contenido en grasa, sal y azúcar resulta

fundamental de cara a la competitividad futura de las empresas agroalimentarias

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Departamento de nuevos productos Alimentación y Salud

Evaluación dela funcionalidad

Diseño ydesarrollo

de alimentosfuncionales

Estudio deBiodisponibilidad

y resistenciagastrointestinal

Dpto NuevosProductos:

Alimentacióny Salud

Diseño y desarrollo de alimentos funcionales ainia

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El producto ha de ser un alimento (no complemento).

El producto ha de tener buen sabor.

Los consumidores han de comprender los beneficios del producto.

La marca es importante (ofrece “garantía” al consumidor).

El ingrediente no debe reducir el valor nutritivo del alimento y debe estar caracterizado por:

a) sus propiedades físicas y químicas

b) su presencia cualitativa y cuantitativa en el alimento

El alimento debe ser administrado como tal, de una manera convencional, nunca en forma de tabletas, cápsulas o polvo.

Requerimientos de los Alimentos funcionales


Selección del principio activo (Ca, Vit…)

Facilidad, continuidad y costes del suministro

Nivel del ingrediente deseado en el producto final

Formas de presentación: aceite, polvo microencapsulado,..

Influencia del procesado (temperatura, tiempo)


Aspectos a considerar en el desarrollo de alimentos funcionales

Solubilidad del ingrediente en el alimento

Distribución homogénea

Relación calidad-precio del producto final

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Estrategias para el desarrollo de productos cárnicos funcionales

Suplementación: adición de alguna sustancia que el propio alimento ya contiene hasta niveles adecuados que tengan efecto beneficioso (Suplementación con vitaminas y minerales hasta CDR)

Enriquecimiento: introducción de un ingrediente funcional que normalmente el alimento no contiene, a niveles adecuados para que tengan efectos beneficiosos (Enriquecimiento de un producto cárnico con omega-3)

Incorporación de materias primas naturales con potencial efecto funcional, (Ej. Incorporación de frutos secos a productos cárnicos)


1. Suplementación o enriquecimiento

FitoesterolesFlavonoides

Carotenoides: licopeno, beta-carotenoPolifenoles: resveratrol, quercetina,

ácido elágicoExtractos antioxidantes: romero,

pepita de uva, cacaoTaninos

Alcoholes de azúcarOmega-3 y omega-6

Cereales, salvadosGomas, pectinas,

Beta-glucanosSoja

Almidón resistenteInulina, oligofructosa

TrehalosaQuitosanos

Fibras de frutasFibras antioxidantes

VitaminasMinerales

Proteínas de origen animal y vegetal

AminoácidosProbióticos

BioactivosFibras y carbohidratosClásicos


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Ingredientes funcionales

Flavonoides: antocianidinas, catequinas, flavononas, flavonas

Probióticos (lactobacillus)

Prebióticos: fructooligosacaridos (FOS)

Proteínas de soja (fitoestrógenos):isoflavona

Beneficios potenciales

- Neutraliza los radicales libres

- Reduce el riesgo de cáncer y enfermedades cardiovasculares

- Mejora la calidad de la flora intestinal

- Mejora los síntomas de la menopausia - Disminuye el riesgo de osteoporosis

Planta de esteroles:éster de estanol

- Disminuye el colesterol en sangre

Carotenoides: alfa-caroteno, beta-caroteno, luteina, licopeno

Fibra dietética: fibra insoluble, beta-glucano, fibra soluble

Ácidos grasos: Ácidos grasosomega-3 DHA/EPA, ácido linoleico conjugado (CLA)

- Neutraliza los radicales libres - Reduce el riesgo del cáncer de próstata

- Disminuye el riesgo de cáncer de cólon

- Disminuye el riesgo de enfermedades gástricas y cardiovasculares

- Disminuye los niveles de triglicéridos y colesterol en sangre - Mejora las funciones visuales y mentales- Disminuye el riesgo de ciertos tipos de cáncer



Ingredientes funcionales Beneficios potenciales

Minerales: calcio, hierro y cinc

Vitamina liposoluble:vitamina A, D, E y K

- Disminuye el riesgo de osteoporosis- Tratamiento de anemia- Mejora la función inmune

- Mejora la función visual - Mejora la absorción de calcio- Neutraliza los radicales libres, actividad antioxidante

Vitaminas hidrosolubles :vitamina C, complejo B

- Protege el sistema vascular

- Mejora las funciones nerviosas

Taninos: proantocianos - Mejoran la salud del tracto urinario

- Reducen riesgo de enfermed. cardiovasculares

Proteínas lácteas: β-lactoglobulina, α-lactoalbúmina, albúmina del suero, inmunoglobulinas, lactoferrina, seroalbúmina, caseinmacropéptido, lactoperoxidasa

- Fuentes de aminoácidos esenciales- Beneficios en el TG del lactante- Actividad antivírica- Mejoran el sistema inmunológico

Substancias excitantes y tranquilizantes:- cafeina, ginseng,…- valerina, melisa,...

- Estimula sistema nervioso y mejora las funciones psicológicas - Promueve la relajación del sistema nervioso e induce el sueño

Péptido derivados de proteínas lácteas:

caseinfosfopéptidos,...

- Efecto hipotensor



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2. Incorporación de materias primas naturales


Materias primas naturales Bebeficios potenciales

Frutos secos:

nueces, almendras, pistachos,…

- Disminuye el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares

2. Incorporación de materias primas naturales

Frutas:

- piel de tomate (licopeno)

- zumo de naranja (vitamina C)

- Fibra de cítricos

- Chufa (rica en fibra)

Extractos vegetales:

-Aceites esenciales de orégano y naranja

- Pimentón con alto contenido en ß-caroteno

- Hojas de borraja

- Romero

- Hortalizas y verduras: pimiento, aceitunas, perejil,…

- Aromatización de derivados cárnicos

- Capacidad antioxidante: evitar daño oxidativo, prevención del cáncer, disminución del riesgo de padecer cataratas,…

- Antioxidante natural para evitar la oxidación de los ácidos grasos omega-3 incorporados a los derivados cárnicos

- Neutraliza los radicales libres - Reduce el riesgo del cáncer de próstata

- Potenciación de la inmunidad

- Actividad prebiótica

- Capacidad antioxidante


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Esquema general de desarrollo de productos cárnicos funcionales

Identificación de un ingrediente funcional

Características del ingrediente/materia prima seleccionado

Declaración de efecto sobre la salud

Diseño de la nueva formulación

Estudio de la influencia del procesado y desarrollo de prototipos

EfectoDosisPosibles efectos tóxicosForma de presentaciónSolubilidad


Desarrollo de prototipos

Caracterización química-nutricional

Valoración organoléptica

Selección de un prototipo

Estudio de vida útil Test de aceptación sensorial

EVALUACIÓN DE LA FUNCIONALIDAD

ESTUDIO DE LA BIODISPONIBILIDAD Y/O

RESISTENCIA GASTROINTESTINAL

ainiaEjemplo práctico: Elaboración de un producto cárnico cocido funcional enriquecido conmaterias primas naturales

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Evaluación del efecto funcional ainia

Objetivos de la ciencia de la alimentación funcional

-Identificar las interacciones beneficiosas entre alimento-funciones del organismo

-Obtener evidencias sobre los mecanismos implicados en la interacción

La eficacia o efectividad de un alimento funcional se puede determinar:

- Experimentos in vitro (líneas celulares o tejidos en cultivo)

- Experimentación con Modelos animales- Estudios clínicos con personas

Evaluación del efecto funcional

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La eficacia o efectividad de un alimento funcional se puede determinar:

- 1. Experimentos in vitro con cultivos celulares

- 2. Estudios con animales de experimentación

- 3. Estudios clínicos con personas

Todos los estudios aportan información sobre el producto, pero:

Para poder afirmar o declarar un posible efecto del producto sobre el organismo humano relacionado con la salud

Estudios clínicos en humanos


Evaluación de la funcionalidad

1. Estudios in vitro con cultivos celulares

Los métodos in vitro resultan menos laboriosos, tienen una gran significación biológica y aunque no puedan predecir por completo los cambios que seproducen en el organismo, sí ayudan a estimar el porcentaje del ingrediente capaz de causar un efecto beneficioso.

En los ensayos in vitro se selecciona como sistema biológico objeto de estudio una línea celular específica del efecto beneficioso identificado, evaluando la influencia del producto sobre la aparición de marcadores moleculares asociados a la activación de dichas células.

Los protocolos que se siguen son los establecidos por la European Collection ofCell Culture (ECACC).


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Permite estudiar aspectos muy detallados del modo de acción del producto, ya que tiene la posibilidad de acceder a los tejidos corporales

sin embargoEs necesario complementar los estudios con animales con estudios posteriores con personas

Los estudios pueden conseguir evidencias de tipo causa-efecto y son el instrumento principal para conseguir información sobre mecanismos de acción


2. Estudios con animales

Diseño experimental:

-establecer la patología que deben presentar los animales

-nº de animales/jaula metabólica que van a participar en el estudio

- tiempo de duración del estudio

- parámetros bioquímicos, metabólicos y/o fisiológicos que van a permitir obtener información sobre el impacto de las distintas dietas en diferentes alteraciones metabólicas y/o fisiológicas propias de las enfermedades seleccionadas

Ensayo experimental con animales

- Los animales se mantienen en jaulas metabólicas y se alimentan con las dietas diseñadas

- Se sigue la evolución de la patología y la mediante indicadores adecuados y múltiples, previamente estandarizados

- Se analizan los resultados mediante métodos estadísticos


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Patrón habitual para demostrar una relación causa-efecto relevantepara el ser humano:

Ensayos de intervención randomizados y controlados

Se tendrán en cuenta las características que debe reunir un ensayo clínico “idóneo”:

-Randomizado: consiste en asignar de manera aleatoria a los pacientes a cada grupo de tratamiento, para que los diferentes grupos sean comparables u homogéneos

-Controlado con placebo: consiste en administrar placebo en lugar de tratamiento

- Doble ciego: ni el individuo participante ni el técnico responsable del ensayo clínico conocen en qué grupo está el participante


3. Estudios en humanos

- Determinar el tipo y tamaño del grupo de individuos según unos criterios de selección, tanto de inclusión como de exclusión

- Identificación de la dieta de base y otros datos relevantes tales como: el estilo de vida, estado de salud,… de los grupos en estudio

- Relacionar la cantidad de alimento con el nivel de consumo que se requiera

- Establecer el periodo de duración de la exposición para demostrar el efecto que se pretende evaluar

Diseño del ensayo clínico


Estudios en humanos: metodología

- Identificar los marcadores biológicos válidos de la función biológica en estudio (parámetros bioquímicos, metabólicos y/o fisiológicos) que van a permitir obtener información sobre el impacto de las distintas dietas en diferentes alteraciones metabólicas y/o fisiológicas propias de las enfermedades seleccionadas

- Establecer la frecuencia de la toma de muestras y sus correspondientes determinaciones, incluyendo determinaciones antes de comenzar con la posología establecida y cuando se considere que ha transcurrido el tiempo suficiente en el que los parámetros a analizar hayan sufrido variaciones

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Fase experimental

- Reclutamiento de individuos integrantes de grupos de estudio

- Cuestionario previo

- Selección de individuos en función de los criterios de inclusión

- Realización de un cuestionario completo para el registro de los datos de cada individuo, tanto datos personales, como todos los demás datos que se consideren de interés; parámetros antropométricos (talla, peso…), enfermedades, estado nutricional, actividad física, consumo de fármacos

-Asignación equilibrada al azar del grupo tratado y del grupo control (con placebo, sustancia sin actividad farmacológica)

- Suministro dietas

- Determinaciones analíticas

- Análisis estadístico de resultados mediante la utilización de distintos programas estadísticos


Estudios en humanos: metodología

Estudio de la biodisponibilidad de compuestos bioactivos ainia

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Digestor dinámico in vitro, capaz de reproducir las condiciones naturales del tracto gastrointestinal humano

Principales características:

reproduce los movimientos peristálticos.

permite realizar la digestión a la temperatura deseada

regulación de las condiciones de acidez a través de un control del pHen la cámara del estómago y/o del intestino

Estudio de la biodisponibilidad y/o resistencia gastrointestinal

Estudio de la biodisponibilidad

Actualmente se estádesarrollando un digestor que simula la microbiota del colon

Retos para el futuro

La determinación de las cantidades de fitoquímicos requeridas para lograr un efecto beneficioso, lo cual serviría de base para establecer en el futuro las recomendaciones dietéticas de este tipo de componentes.

Conseguir que el consumidor tenga información suficiente sobre este tipo de productos, para que no genere desconfianza ante un desconocimiento de sus propiedades.

La identificación de más componentes químicos con ingredientes funcionales, así como la caracterización de los ya descubiertos.

La validación de los métodos analíticos

El uso de la biotecnología para el desarrollo de alimentos funcionales.

Formular productos específicos que satisfagan necesidades: nutricionales, de salud y que reúnan las expectativas particulares del consumidor.

Desarrollo de alimentos funcionales y evaluación de su funcionalidad

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