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Desarrollo de alimentos funcionales
Blanca Viadel
Desarrollo de alimentos funcionales
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
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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Desarrollo de alimentos funcionales
Departamento de nuevos productos
Alimentación y Salud
Diseño y
desarrollo
de alimentos
funcionales
Evaluación de
la funcionalidad
Dpto Nuevos
Productos:
Alimentación
y Salud
Estudio de
Biodisponibilidad
y resistencia
gastrointestinal
Diseño y desarrollo de alimentos funcionales
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Desarrollo de alimentos funcionales
Requerimientos de los Alimentos funcionales
™ 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.
Desarrollo de alimentos funcionales
Aspectos a considerar en el desarrollo de alimentos funcionales
™ Solubilidad del ingrediente en el alimento
™ Distribución homogénea
™ Relación calidad-precio del producto final
™ 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)
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Desarrollo de alimentos funcionales
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)
Desarrollo de alimentos funcionales
1. Suplementación o enriquecimiento
Clásicos
Fibras y carbohidratos
Bioactivos
Vitaminas
Minerales
Proteínas de origen animal y
vegetal
Aminoácidos
Probióticos
Cereales, salvados
Gomas, pectinas,
Beta-glucanos
Soja
Almidón resistente
Inulina, oligofructosa
Trehalosa
Quitosanos
Fibras de frutas
Fibras antioxidantes
Fitoesteroles
Flavonoides
Carotenoides: licopeno, beta-caroteno
Polifenoles: resveratrol, quercetina,
ácido elágico
Extractos antioxidantes: romero,
pepita de uva, cacao
Taninos
Alcoholes de azúcar
Omega-3 y omega-6
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Desarrollo de alimentos funcionales
1. Suplementación o enriquecimiento
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
- Neutraliza los radicales libres
- Reduce el riesgo del cáncer de próstata
Fibra dietética: fibra insoluble,
beta-glucano, fibra soluble
- Disminuye el riesgo de cáncer de cólon
Ácidos grasos: Ácidos grasos
omega-3 DHA/EPA, ácido
linoleico conjugado (CLA)
- Disminuye los niveles de triglicéridos y colesterol en sangre
- Disminuye el riesgo de enfermedades gástricas y cardiovasculares
- Mejora las funciones visuales y mentales
- Disminuye el riesgo de ciertos tipos de cáncer
Desarrollo de alimentos funcionales
1. Suplementación o enriquecimiento
Ingredientes funcionales
Minerales: calcio, hierro y
cinc
Vitamina liposoluble:
vitamina A, D, E y K
Beneficios potenciales
- 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
Taninos: proantocianos
- Protege el sistema vascular
- Mejora las funciones nerviosas
- 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
-
Péptido derivados de proteínas lácteas:
- Efecto hipotensor
Fuentes de aminoácidos esenciales
Beneficios en el TG del lactante
Actividad antivírica
Mejoran el sistema inmunológico
caseinfosfopéptidos,...
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
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Desarrollo de alimentos funcionales
2. Incorporación de materias primas naturales
Desarrollo de alimentos funcionales
2. Incorporación de materias primas naturales
Materias primas naturales
Frutos secos:
nueces, almendras, pistachos,…
Frutas:
- piel de tomate (licopeno)
- zumo de naranja (vitamina C)
- Fibra de cítricos
- Chufa (rica en fibra)
Bebeficios potenciales
- Disminuye el riesgo de padecer enfermedades
cardiovasculares
- Neutraliza los radicales libres
- Reduce el riesgo del cáncer de próstata
- Potenciación de la inmunidad
- Actividad prebiótica
Extractos vegetales:
-Aceites esenciales de orégano y naranja
- Aromatización de derivados cárnicos
- Pimentón con alto contenido en ßcaroteno
- Capacidad antioxidante: evitar daño oxidativo, prevención
del cáncer, disminución del riesgo de padecer cataratas,…
- Hojas de borraja
- Antioxidante natural para evitar la oxidación de los
ácidos grasos omega-3 incorporados a los derivados
cárnicos
- Capacidad antioxidante
- Romero
- Hortalizas y verduras: pimiento,
aceitunas, perejil,…
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Desarrollo de alimentos funcionales
Esquema general de desarrollo de productos cárnicos funcionales
Identificación de un ingrediente funcional
Características del ingrediente/
materia prima seleccionado
Efecto
Dosis
Posibles efectos tóxicos
Forma de presentación
Solubilidad
Declaración de efecto
sobre la salud
Diseño de la nueva
formulación
Estudio de la influencia del procesado y desarrollo de
prototipos
Desarrollo de
prototipos
Caracterización química-nutricional
Valoración organoléptica
Selección de un prototipo
Estudio de vida útil
ESTUDIO DE LA
BIODISPONIBILIDAD Y/O
RESISTENCIA GASTROINTESTINAL
Test de aceptación sensorial
EVALUACIÓN DE LA
FUNCIONALIDAD
Ejemplo práctico: Elaboración de un producto
cárnico cocido funcional enriquecido con
materias primas naturales
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Evaluación del efecto funcional
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Evaluación del efecto funcional
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
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Evaluación del efecto funcional
Evaluación de la funcionalidad
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 del efecto funcional
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 se
producen 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 of
Cell Culture (ECACC).
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Evaluación del efecto funcional
2. Estudios con animales
Permite estudiar aspectos muy detallados del
modo de acción del producto, ya que tiene la
posibilidad de acceder a los tejidos corporales
Los estudios pueden conseguir evidencias de tipo causa-efecto y son el
instrumento principal para conseguir información sobre mecanismos de
acción
sin embargo
Es necesario complementar los estudios
con animales con estudios posteriores con
personas
Evaluación del efecto funcional
¾ 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
¾ 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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Evaluación del efecto funcional
3. Estudios en humanos
Patrón habitual para demostrar una relación causa-efecto relevante
para 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
Evaluación del efecto funcional
Estudios en humanos: metodología
¾ Diseño del ensayo clínico
- 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
- 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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Evaluación del efecto funcional
Estudios en humanos: metodología
¾ 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
Estudio de la biodisponibilidad de compuestos
bioactivos
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Estudio de la biodisponibilidad
Estudio de la biodisponibilidad y/o resistencia gastrointestinal
Digestor dinámico in vitro, capaz de reproducir las condiciones naturales
del tracto gastrointestinal humano
Principales características:
ƒ reproduce los movimientos peristálticos.
ƒ permite realizar la digestión a la temperatura deseada
ƒ regulación de las condiciones de acidez a través de un control del pH
en la cámara del estómago y/o del intestino
Actualmente se está
desarrollando un digestor que
simula la microbiota del colon
Desarrollo de alimentos funcionales y evaluación de su funcionalidad
Retos para el futuro
¾La 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.
¾ Conseguir que el consumidor tenga información suficiente sobre este tipo de
productos, para que no genere desconfianza ante un desconocimiento de sus
propiedades.
¾ La identificación de más componentes químicos con ingredientes funcionales,
así como la caracterización de los ya descubiertos.
¾ La validación de los métodos analíticos
¾ El uso de la biotecnología para el desarrollo de alimentos funcionales.
¾ Formular productos específicos que satisfagan necesidades: nutricionales,
de salud y que reúnan las expectativas particulares del consumidor.
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