1

Ingredientes Funcionales paraIngredientes Funcionales parala Industria Alimentariala Industria Alimentaria

CÁTEDRA QUANDO-UCLMFacultad de Ciencias Químicas, UCLM

2 de Marzo de 2011

Dr. Giuseppe FregapaneCatedrático Nutrición y Bromatología, UCLM

Crecimiento y desarrollo físico ⎞

Alimentación y Salud

y ⎞Salud y prevención enfermedades ⎬ =  f  ( Alimentación )Bienestar físico y calidad de vida ⎠

Nutrición (tradicional)  versus Nutrición Optima (siglo XXI)‐ Evitar deficiencia y ‐ Optimizar funciones fisiológicas‐ Desequilibrios nutricionales ‐Máximo bienestar, salud y calidad vida

‐ Nutrición personalizada‐ Nutrigenómica

2

“Deja que la comida sea tu medicina y que la medicina sea tu comida” (Hipócrates)

Alimentos y bebidas funcionales: aportan un beneficio a la salud, y pdemostrado científicamente, más allá de su valor nutricional 

Compuestos naturales con actividad biológica (bioactivos) e incluso farmacológica (nutracéuticos)

Declaraciones nutricionales y de propiedades saludables en los alimentos (Health Claims) 

Japón, 1991 – EEUU, 1994 – UE, 2007 (Reg. CE 1924/2006)

Los consumidores apreciamos cada vez más…

Consumo de alimentos más naturales y mínimamente procesados

(minimally processed foods), sin aditivos innecesarios.

Presencia de sabores y olores típicos y tradicionales – alimentos gourmet

y V gama.

Propiedades saludables, en el marco de una alimentación y un estilo de

vida más sana y equilibrada – alimentos saludables.

3

Alimentos ‘sin’ y ‘con’

Alimentos “sin”: sin azucares añadidos, reducidos en grasas, 

ALIMENTOS ENRIQUECIDOSReponer las pérdidas durante el procesado y la preparación

C l i d fi i i

gsin colesterol, sin conservantes, sin alcohol, etc. 

Alimentos “con”: con bífidus, enriquecidos con vitaminas, minerales o fibra, con ingredientes funcionales, …

Como suplementos para evitar deficiencias

SUPLEMENTOS VITAMÍNICOS, DE MINERALES O FIBRA

Mercado de los Alimentos Funcionales

B$ M$

4

Componentes Funcionales

í id f i l é iLípidos funcionales y nutracéuticos

Ingredientes funcionales a partir de plantas

Probióticos y prebióticos

Lípidos funcionales y nutracéuticosa partir de plantas, animales, microorganismos o transformados

Ácidos grasos 

n‐3 (w‐3):α‐linolénico (ALA; C18:3), en aceites vegetales de semillas

eicosapentaenoico (EPA; C20:5; ALA  EPA) y docosahexaenoico (DHA; C22:6), en pescados azules y algas (single cell oil) 

monoinsaturados (oleico; C18:1 n‐9)

d d di (MCFA C6 12) t i il li l (MCT)de cadena media (MCFA; C6‐12) y sus triacilgliceroles (MCT):                        mejora absorción grasa (nutrición enteral y parenteral, leche maternizada)

linoleico conjugado (CLA), en productos lácteos y carnes rumiantes

γ‐linolénico (GLA; C18:3 n‐6): efectos terapéuticos

5

Lípidos funcionales y nutracéuticosa partir de plantas, animales, microorganismos o transformados

1,3‐diacilgliceroles (1,3‐DAG): ausencia AG sn‐2 no permite síntesis de 

TAGs y su depósito como grasa subcutánea

Lípidos estructurados: TAGs o PLs con AG específicos por síntesis 

química o enzimática 

Ingredientes Funcionales a partir de plantas (Fitoquímicos)la mayoría de los compuestos bioactivos son de origen vegetal

Extractos de soja (Glycine max) y de otras leguminosas

Isoflavonas de soja (glucósidos  agliconas), actividad fitoestrogénicaProteínas de soja

Fitoesteroles y fitoestanoles, reducen la absorción del colesterol a nivel intestinal (ej. Kaiku‐Benecol®, Danacol, Flora Pro‐activ)

6

Fibra dietética y sus componentes: carbohidratos indigeribles

Ingredientes Funcionales a partir de plantas (Fitoquímicos)la mayoría de los compuestos bioactivos son de origen vegetal

fermentados por microflora bacteriana en el colon; efectos fisiológicos beneficiosos en sistema digestivo, respuestas glicémica, niveles lípidos y colesterol, prevención cáncer; prebióticos

β-Glucanos (β 1 4, 1 3 y 1 6)

Inulina (fructooligosacáridos, FOS): factor de crecimiento de bífidobacterias; salud del sistema digestivo, función inmunológica y papel en la prevención del cáncer de colonpapel en la prevención del cáncer de colon

Compuestos fenólicos 

Ingredientes Funcionales a partir de plantas (Fitoquímicos)la mayoría de los compuestos bioactivos son de origen vegetal

p

Amplio grupo de sustancias (ácidos fenólicos, flavonoides, tocoferoles, etc.) 

Presentes de forma natural en frutos y otros tejidos vegetales (hojas, tallos, etc.)

Sistema de defensa: actividad antimicrobiana, prevención infecciones, …

Propiedades antioxidantes (in vitro e in vivo) y actividad biológica (proceso inflamatorio)

7

Potente antioxidante in vitro e in vivo Reduce la oxidación de las LDL

Ingredientes Funcionales a partir de plantas (Fitoquímicos)la mayoría de los compuestos bioactivos son de origen vegetal

Potente antioxidante in vitro e in vivo

Inhibe la agregación plaquetas (potencial antitrombótico)

Inhibe la lipoxigenasa y formación leucotrienos (pot. antiinflamatorio)

OH

HO

HO3,4-DHPEA

O

O

HO

HO

COOMeO

HO

Reduce la oxidación de las LDL

Produce una disminución del colesterol de la sangre

Disminuye la adherencia de plaquetas y de monocitos sobre el endotelio vascular

O3,4-DHPEA-EA

O

O

OHO O

3,4-DHPEA-EDA

Compuestos no fenólicos

Ingredientes Funcionales a partir de plantas (Fitoquímicos)la mayoría de los compuestos bioactivos son de origen vegetal

p

Licopeno (carotenoide): en tomate y pimiento,reduce el riesgo del cáncer de próstata

8

Probióticos y prebióticos

Probióticos: microorganismos vivos y activos en el intestino, ejercen importantesg y , j pefectos fisiológicos (equilibrio flora intestinal, sistema inmunitario, etc.).Microorganismos específicos Lactobacillus (L. acidophilus, L. casei, L. reuterii, etc.)y Bifidobacterium (B. lactis, B. longum, …)

Prebióticos: estimulan el crecimiento y la actividad de bacterias beneficiosas de laflora intestinal

Simbióticos: consumo simultaneo de pro‐ y prebióticos

Nuevas Tecnologías para la elaboración de Alimentos Funcionales

Di ñ D ll d Ali t F i lDiseño y Desarrollo de Alimentos Funcionales

Extracción y purificación de componentes bioactivos

Encapsulación de componentes funcionales

9

1. Estudio de mercado: 1. Estudio de mercado: búsqueda de la oportunidad de comercialización

Diseño y Desarrollo de Alimentos Funcionales

2. Definición 2. Definición del Productodel Producto

Preparación del componente bioactivo

Diseño de la formulación y envasado

Estabilidad y vida útil ‐ Calidad y pruebas id l ió f i lid d

3. Desarrollo 3. Desarrollo del Productodel Producto

Elección componente saludable y matriz (alimento) + innovación y creatividad

con consumidores ‐ Evaluación funcionalidad

Modificaciones y mejoras del prototipo

Escalado y Producción Industrial

4. Lanzamiento y distribución del alimento funcional4. Lanzamiento y distribución del alimento funcional

Extracción y purificación de componentes bioactivos

/Extracción con disolventes acuosos y/u orgánicos

Fluidos sub‐ y supercríticos (CO2, etanol, agua)mayor selectividad

menor toxicidad

mayor calidad

10

Encapsulación de componentes funcionales

Protección frente a degradación y/o interacción con otros compuestos 

Facilitar manejo d rante el procesado del alimento

Microencapsulación con biomoleculas (proteinas, carbohidratos y lípidos)

Nanoparticulas con ciclodextrinas (oligosacáridosí li ) d d í ( l l d di ñ )

Facilitar manejo durante el procesado del alimento

Liberación controlada del componente

cíclicos) o dendrímeros (macromoleculas de diseño)

Emulsiones múltiples

Marco legislativo

1991 FOSHU – Food for Specified Health UsesPrimera legislación para alimentos funcionales y nutracéuticos1984 ‐ estudios sobre la ‘función terciaria de los alimentos’ 

(prevención de enfermedades) 

1994 Dietary Supplements, Health and Education Act (DSHEA)Food and Drug Administration (FDA)Food and Drug Administration (FDA)GRAS (Generally Recognised As Safe) statusNutrient claims & health claims

11

Reglamento CE N. 258/97: nuevos alimentos y nuevos ingredientes 

Marco legislativo Europeo

galimentarios 

Reglamento CE N. 178/2002:  principios y requisitos generales de la legislación alimentaria y seguridad alimentaria; creación EFSA

Reglamento CE N. 1924/2006: declaraciones nutricionales y de propiedades saludables en los alimentos

Reglamento CE N. 1925/2006: adición de vitaminas, minerales y otras sustancias determinadas a los alimentos

Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria                         (EFSA, European Food Safety Agency)

Beneficios para la Beneficios para la salud demostrados salud demostrados

científicamentecientíficamente

Nuevas Nuevas tendencias en tendencias en el consumo el consumo alimentarioalimentario

G i t iG i t i I+D+iI+D+iGran importancia Gran importancia económicaeconómica

I+D+iI+D+i