Por Sara Lara Abia
Ensayo de Divulgación

Existen numerosos informes pertenecientes a la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO, por sus siglas en inglés), que indican que el consumo de frutas y vegetales puede reducir el riesgo de sufrir enfermedades crónico-degenerativas, cancerígenas y cardiovasculares, entre otras, gracias a los compuestos bioactivos presentes en ellas.

Un compuesto bioactivo es un tipo de sustancia química que se encuentra en pequeñas cantidades en las plantas y algunos alimentos (como frutas, verduras, aceites y granos integrales). Este tipo de compuestos cumplen funciones en el cuerpo que pueden promover la buena salud. Algunos ejemplos de estos compuestos son los carotenoides como el licopeno (presente en el tomate), los ácidos fenólicos (té rojo y té verde), los flavonoides (arándanos, ciruelas), otros carotenoides (caqui, papaya) y el resveratrol (uvas rojas, moras).

Debido a que al estilo de vida actual es cada vez más acelerado y deja menos tiempo para alimentarse adecuadamente, la ingesta promedio de frutas y verduras frescas es menor a la recomendada. Es por ello, que la población se ha inclinado cada vez más por el consumo de productos como jugos o bebidas preparadas que aporten la cantidad de nutrientes necesarios y que además presenten un beneficio extra para el organismo.

Sin embargo, la actividad biológica de estos compuestos bioactivos estriba de su solubilización y bioaccesibilidad en el tracto gastrointestinal. Esto quiere decir que la eficacia biológica del compuesto bioactivo depende de la cantidad que pueda ser absorbida por el cuerpo humano, ya que no todos los compuestos son capaces de liberarse con la misma facilidad, e incluso algunos de ellos necesitan la ayuda de transportadores que permitan su absorción en el intestino, como es el caso de los carotenoides.

Para hacer accesibles dichos compuestos bioactivos, investigadores del Tec de Monterrey y del Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL-CSIC) de Madrid buscan generar un medio que logre su conservación sin comprometer la calidad sensorial (malos olores o sabores) del producto que las contenga.

Al ser ésta una colaboración entre México y España, las investigaciones que se realizan tienen su punto de mira en frutos y otros productos alimenticios naturales que sean relevantes para ambos países, así como en los subproductos de su transformación industrial, como lo son: el caqui de origen español y la papaya de origen mexicano y español.

Caqui español

Por un lado, tenemos al caqui (Diospyros kaki, Thumb), que es una fruta principalmente producida en Valencia, España y exportada a los diferentes países de la Unión Europea.

Según un informe de la FAO emitido en 2016, España cuenta con una producción de 4.7% respecto a la producción mundial de caqui. Esta fruta, originaria de China, cuenta con numerosos componentes bioactivos relacionados con efectos beneficiosos para la salud, principalmente componentes con propiedades antioxidantes. En el grupo de Investigación de Fitoquímica y Funcionalidad de Productos Vegetales del CIAL, se ha trabajado durante muchos años con esta matriz alimentaria, llevando a cabo la caracterización de sus compuestos bioactivos y el efecto que tienen las nuevas tecnologías, como altas presiones hidrostáticas y los ultrasonidos para  mejorar la extracción de compuestos fenólicos y carotenoides de interés, con el menor impacto posible para mejorar el potencial saludable de los productos derivados o de sus subproductos.

Papaya mexicana

Por otra parte, la papaya (Carica papaya) es una fruta muy consumida en México y Estados Unidos. La SAGARPA elaboró un informe en 2017 donde se informó que México es el principal exportador mundial de papaya, con 168.7 miles de toneladas/año, seguido de Guatemala con 49.6 miles de toneladas/año. Las exportaciones de papaya en México representan el 17.72% de la disponibilidad total de papaya en el país. Ésta fruta es una fuente importante de componentes bioactivos (carotenoides y flavonoides, entre otros), los cuales ejercen un efecto positivo en la salud ya que tienen actividad antioxidante y ayudan con la prevención de enfermedades cardiovasculares, respectivamente.

El trabajo de laboratorio

En el laboratorio del Grupo de Investigación de Nutriomics y Tecnologías Emergentes, el Dr. Jorge Welti Chanes del Tecnológico de Monterrey, con la colaboración del grupo de investigación de Fitoquímica y Funcionalidad de Productos Vegetales coordinado por la Dra.  M. Pilar Cano Dolado del CIAL, han llevado a cabo investigaciones sobre la caracterización de variedades de tuna tanto mexicana como española, con el objetivo de establecer su uso como fuente de ingredientes funcionales y nutracéuticos (medicamentos de origen natural que proporcionan beneficios para la salud, incluyendo tratamiento y prevención de enfermedades).

Estos estudios también se han realizado con frutos de caqui español al vislumbrar su potencial para la obtención de alimentos e ingredientes funcionales ricos en compuestos bioactivos, fundamentalmente en compuestos fenólicos y carotenoides.

Hasta ahora, se ha podido realizar la caracterización de los compuestos bioactivos presentes en estos frutos gracias a la mejora del rendimiento de extracción de los mismos a través del empleo de solventes convencionales, y el uso de métodos cromatográficos avanzados. El siguiente paso es la mejora de la extractabilidad a partir de sus tejidos mediante tecnologías verdes (sostenibles y ecológicas) empleando solventes que tengan el mínimo impacto en el medio ambiente y tecnologías de extracción innovadoras.

Así mismo, es muy importante el abordaje de la mejora de la bioaccesibilidad de los compuestos bioactivos durante la digestión gastrointestinal y la mejora de su estabilidad durante este proceso fisiológico. No todos estos componentes bioactivos están disponibles para su uso en el organismo.

Desde hace unos años, se han propuesto las nanoemulsiones como las matrices de alimentos que pueden mejorar estos procesos de encapsulación, absorción y transporte de compuestos bioactivos. Se ha demostrado que pueden ser un sistema idóneo que logra encapsular y proteger los compuestos hasta que llegan al tejido donde se quieren liberar. Las nanoemulsiones son sistemas formados por dos líquidos que no llegan a mezclarse (generalmente agua y aceite) donde uno de ellos es dispersado en forma de pequeñas gotas dentro del otro. El tamaño de las gotas en estas nanoemulsiones es de 20-500 nanómetros de diámetro. Para poner un ejemplo de lo minúsculo de su tamaño, el diámetro de un pelo capilar es de 70-100 micras.

Actualmente en estos grupos de investigación se realizan estudios sobre la idoneidad del empleo de tecnologías innovadoras y ecológicas (la extracción con ultrasonido y altas presiones empleando solventes “Green”) que mejoren la extracción de estos compuestos beneficiosos para el organismo y poder emplearlos como ingredientes funcionales, para obtener alimentos con una biodisponibilidad de compuestos bioactivos mejorada.

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Autor:
Sara Lara, cuenta con Maestría en Química Agrícola y Nuevos Alimentos por la Universidad Autónoma de Madrid, España. Actualmente está inscrita en el Programa de Doctorado en Biotecnología de la Escuela de Ingeniería y Ciencias de Monterrey, Campus Monterrey, México.

Asesores:
Dr. Jorge Welti Chanes,  Doctor en Química por la Universidad de Valencia, España. Es profesor e investigador en las áreas de biotecnología y alimentos en la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel III y de la Academia Mexicana de Ciencias. Es miembro por elección de la Academia Mundial de Ciencia de Alimentos y de la Internacional Union of Food Science and Technology (IUFoST).

Dra. M. Pilar Cano Dolado, Doctora en Química en la Universidad Autónoma de Madrid, España. Profesora de Investigación del CIAL (CSIC-UAM), líder del Grupo de Fitoquímica y Funcionalidad de Productos Vegetales (BIOVEG) de dicho instituto de investigación. También es Profesora Distinguida Internacional del Tecnológico de Monterrey perteneciente al Grupo de Investigación de Enfoque Estratégico Tecnologías Emergentes y Nutrición Molecular.

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