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Por Alejandra Hurtado-Romero, Mariano Del Toro-Barbosa,
Luis Eduardo García-Amézquita y Tomás García-Cayuela
Artículo de divulgación científica

Los alimentos funcionales son aquellos alimentos, naturales o procesados, que contienen compuestos biológicamente activos que proporcionan un beneficio para la salud mediante la prevención o el manejo de enfermedades crónicas. Su consumo se ha popularizado cada vez más, y la demanda por estos productos se encuentra en aumento debido a las tendencias de los consumidores de priorizar su bienestar físico y mental, aunado al incremento constante de la esperanza de vida y el costo creciente de la atención médica.

Entre los alimentos funcionales se encuentran los prebióticos, los cuales forman parte de esta tendencia al enriquecer los productos, mejorando sus características tecnológicas y, sobre todo, sus propiedades saludables. Los prebióticos se definen como ingredientes que son utilizados selectivamente por los microorganismos intestinales, confiriendo un beneficio para la salud. Un ejemplo de ingrediente prebiótico es la inulina, un compuesto usualmente obtenido del agave o de la alcachofa, que suele ser utilizado en determinados alimentos, como lácteos o cárnicos, para mejorar su textura, humedad o ser empleado como sustituto de grasa; además, la inulina estimula el crecimiento de microorganismos beneficiosos de nuestro intestino, como las bidifobacterias.

¿Qué propiedades tienen?

La mayoría de los prebióticos son carbohidratos no digeribles, como la fibra dietética presente en frutas y vegetales; incluyendo también a los oligosacáridos, es decir, cadenas pequeñas de carbohidratos, como los que se encuentran en la leche materna. Sin embargo, recientemente han entrado a esta clasificación también algunos péptidos, ciertas grasas poliinsaturadas y otros compuestos bioactivos abundantes en diversas fuentes alimenticias, incluyendo té verde, frutos rojos y agave. Cabe destacar que están siendo exploradas diferentes alternativas para la producción sostenible de ingredientes prebióticos, especialmente a partir de subproductos agroindustriales, como las cáscaras o pieles de frutas que se desechan tras el procesado de jugos.

Los prebióticos han ido adquiriendo mayor relevancia debido a que cada vez hay más estudios que demuestran su impacto positivo en la salud, sugiriendo que su ingesta puede mejorar la biodisponibilidad y la absorción de minerales, reducir la inflamación y los síntomas asociados con los trastornos gastrointestinales, reducir la prevalencia y duración de la diarrea infecciosa y asociada a antibióticos, e incluso prevenir el cáncer de colon. Además, han mostrado efectos terapéuticos potenciales contra la obesidad y los trastornos metabólicos relacionados, además de mejorar la función inmunológica.

Tecnologías innovadoras para su procesamiento

Para que los prebióticos sirvan como ingrediente funcional, deben ser estables durante los tratamientos que se aplican en el procesado de alimentos, sobre todo, aquellos que usan altas temperaturas. Actualmente estos ingredientes se producen mediante síntesis enzimática o hidrólisis de carbohidratos, y para su uso en la industria alimentaria, es necesario someterlos a procesos térmicos convencionales como la pasterización o la esterilización. No obstante, estas tecnologías consumen mucha energía y pueden generar cambios nutricionales no deseados, como la degradación de compuestos bioactivos, vitaminas, entre otros; o incluso, cambios en la apariencia, olor y sabor del producto final.

Por esta razón, el desarrollo de tecnologías ecológicas e innovadoras en el sector alimentario es particularmente relevante para convertir los subproductos agroindustriales en productos alimenticios de alta calidad y con las propiedades funcionales deseadas, al tiempo que se aumenta la eficiencia de la fabricación. Diversas tecnologías innovadoras como la alta presión hidrostática, ultrasonido, microondas, secado y extrusión, muestran un enfoque interesante para extraer y modificar componentes alimentarios con propiedades prebióticas, organolépticas y tecnológicas.

Entre las tecnologías innovadoras resalta la alta presión hidrostática, la cual consiste en el uso de niveles elevados de presión en el procesamiento de alimentos. Su utilización para la obtención y modificación de prebióticos ha demostrado un aumento considerable en el rendimiento de extracción de los productos de interés e incluso, mejoras en sus propiedades. De hecho, ha sido utilizada para procesar cáscaras de naranja, donde se logró conseguir cantidades mayores de fibra soluble a comparación de otras técnicas convencionales. A su vez, el uso de ultrasonido, otra tecnología innovadora que consiste en el uso de ondas sonoras de alta frecuencia, también provee de beneficios extras en la obtención de prebióticos, ya que también mejora el rendimiento de extracción de estos compuestos, y modifica la funcionalidad de estos al aumentar su capacidad para retener agua y aceite, entre otras.

Pruebas para validar las propiedades saludables

Un aspecto importante a considerar es la validación del potencial prebiótico una vez que se produzcan los ingredientes. Esta validación consiste en analizar la utilización selectiva del ingrediente prebiótico por microorganismos de la microbiota intestinal. Esta microbiota aporta al ser humano funciones únicas como la digestión de nutrientes que nosotros no somos capaces de procesar, la producción de vitaminas o la modulación de la función inmunológica. Por lo tanto, proporcionar ingredientes prebióticos a esta microbiota permitiría su estimulación selectiva y el enriquecimiento de microorganismos beneficiosos para el intestino, así como la producción de moléculas que aportan un impacto positivo para nuestra salud.

La evaluación de los cambios en la microbiota se puede realizar de dos maneras generales: a) con pruebas in vitro, que son experimentos en un ambiente controlado y fuera de un organismo vivo o en células, y b) con pruebas in vivo, las cuales implican el análisis de tejidos, pruebas con animales o ensayos clínicos con voluntarios humanos.

Las pruebas in vitro consisten en simular la digestión y fermentación del ingrediente en condiciones controladas y a niveles que no se pueden alcanzar in vivo. Un ejemplo de esto es el uso de frascos con soluciones de enzimas del estómago, páncreas o intestino, que simulan la digestión a lo largo del tracto digestivo. Además, con estas pruebas se puede medir el impacto de los ingredientes prebióticos en el crecimiento de microorganismos y la producción de metabolitos.

Por otra parte, las pruebas in vivo permiten el estudio directo con órganos y tejidos aislados, animales o humanos. Un ejemplo de cómo se realiza un análisis in vivo es la recolección de las heces de los voluntarios después de la suplementación oral con prebióticos para medir metabolitos de interés o cambios en la composición de la microbiota.

En definitiva, la revisión científica que recientemente hemos publicado Innovative technologies for the production of food ingredients with prebiotic potential: Modifications, applications, and validation methods supone una herramienta muy útil para los productores de ingredientes funcionales, ya que el uso de tecnologías innovadoras es una excelente alternativa que no solo permite la obtención de prebióticos de manera eficiente, sino también la modificación de sus propiedades saludables.

¿Quieres saber más?

Accede al artículo científico:

  • Hurtado-Romero, A., Del Toro-Barbosa, M., Garcia-Amezquita, L. E., & García-Cayuela, T. (2020). Innovative technologies for the production of food ingredients with prebiotic potential: Modifications, applications, and validation methods. Trends in Food Science & Technology, 104, 117-131.
    Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2020.08.007

Autores

Ing. Alejandra Hurtado-Romero es estudiante de la Maestría en Ciencias especialidad en Biotecnología en el Tec de Monterrey, Campus Guadalajara. A01230908@tec.mx

Ing. Mariano del Toro Barbosa es estudiante de la Maestría en Ciencias especialidad en Biotecnología en el Tec de Monterrey, Campus Guadalajara. A01229309@tec.mx

Dr. Luis Eduardo García Amézquita es Profesor investigador adscrito al grupo de investigación con enfoque estratégico en Alimentación Funcional y NutriOmics en el Tec de Monterrey, Campus Guadalajara. garcia.amezquita@tec.mx

Dr. Tomás García-Cayuela es Profesor investigador adscrito al grupo de investigación con enfoque estratégico en Alimentación Funcional y NutriOmics en el Tec de Monterrey, Campus Guadalajara. tomasgc@tec.mx

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