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Centre Especial de Recerca Planta de Tecnologia dels Aliments
www.cerpta.com
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POSIBILIDADES DE LA LECHE COMO ALIMENTO FUNCIONAL
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Debemos consumir leche?
Hay vestigios del consumo desde el 9000 A.J.
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ALIMENTOS FUNCIONALES
INTRODUCCIÓN
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ORIGEN DEL CONCEPTO DE ALIMENTO FUNCIONAL
• Japón década 80’s. Alimentos para uso de salud. “Foodsfor specified health use”. FOSHU
“Alimentos procesados que contienen ingredientes que desempeñan una función específica en las funciones fisiológicas del organismo humano, más allá de su contenido nutricional”
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Diferencia alimento funcional-medicamento
• El medicamento cura o cronifica una enfermedad• El alimento funcional tomado regularmente puede
reducir el riesgo de tener una determinada enfermedad
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Los retos para la nutrición. Productos del sigloXXI
• Aplicación de nuevos conocimientos científicos• Mejora del conocimiento científico sobre la relación
dieta-enfermedad• Incremento exponencial de los costes del cuidado de la
salud• Progresos en tecnología alimentaria
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Dianas que presentan un mayor interés en el desarrollo de nuevos alimentos
• De acuerdo con las conclusiones elaboradas en el documento consenso sobre los alimentos funcionales (Diplock y col., 1999), las dianas con mayor interés en el desarrollo de nuevos alimentos son las que afectan a las siguientes funciones:
• 1- Crecimiento, desarrollo y diferenciación– Dieta de gestantes: evitar malformaciones – Leche de lactantes: suministrar dieta óptima– Efectos sobre el ciclo celular en tejidos específicos
• 2- Metabolismo intermediario, sistema cardiovascular y antioxidantes
– Reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares – Control de la resistencia a insulina: diabetes tipo 2, obesidad– Estrés oxidativo celular y tisular
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Dianas que presentan un mayor interés en el desarrollo de nuevos alimentos
• 3- Metabolismo de xenobióticos– Modulación por componentes de la dieta – Control de toxicidad y carcinogenicidad por contaminantes
4- Sistema Gastrointestinal – Mejora de la microbiota colónica– Biodisponibilidad de nutrientes – Promoción de la actividad inmunitaria intestinal – Modulación de la proliferación celular del epitelio intestinal
• 5- Humor y comportamiento – Mejora de las capacidades cognitivas – Modulación del estado psicológico– Aumento de la calidad de vida y de su percepción
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La leche como alimento funcional
Componentes bioactivos presentes en la leche– Origen natural– Origen alimentación animal productor– Componentes añadidos
La leche como soporte de prebioticos y/o probioticos
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Conservación o potenciación de las propiedades funcionales de un
alimento
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Tecnofuncionalidad
• Aplicación de procesos tecnológicos incluidas las nuevas tecnologías para mantener o mejorar la funcionalidad de un alimento, por las modificaciones que se producen a nivel conformacional o estructural
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Componentes bioactivos presentes en la leche de forma natural
Búsqueda de componentes bioactivos
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Proteínas
• Péptidos– Antitrombóticos– Antihipertensivos
• Caseinfosfopéptidos– Absorción de minerales
• Glicomacropéptidos– Enlaces con toxinas
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Proteínas
• Casoxinas y caseomorfinas– Antagonistas de opiáceos– Efectos opiáceos
• Isracidina– inmunomodulador
• Caseoplatecina– Antitrombótico
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Lipidos
• Membrana del glóbulo graso• CLA (Ácido linoléico conjugado)
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Componentes bioactivos presentes en la leche a traves de la
alimentación de los animales
Búsqueda de componentes bioactivos
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Alimentación animales
• Ácido linoléico conjugado• Antioxidantes procedentes de plantas
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Componentes bioactivos añadidos a la leche
Búsqueda de componentes bioactivos
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Ingredientes Bioactivos. Carotenoides
Clase/componente Origen Beneficio potencial
Beta caroteno Zanahoria Neutraliza los radicales libres que podrían dañar las células
Luteína Vegetales verdes Visión sana
Licopeno Tomate Podría reducir el riesgo de cáncer de próstata
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Ingredientes Bioactivos.Fibras Dietéticas
Clase/componente Origen Beneficio potencial
Fibra insoluble Cáscara de trigo Podría reducir el riesgo de cáncer de colon
Beta glucano Avena Reduce el riesgo de enfermedad cardiovascular
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Ingredientes Bioactivos.Ácidos Grasos
Clase/componente Origen Beneficio potencial
Omega 3, DHA Aceite de pescado Podría reducir el riesgo de enfermedad vascular y mejorar funciones mentales y visuales
Ácido linoléico, linoleico conjugado
Queso, productos lácteos
Podría mejorar la composición corporal y reducir ciertos tipos de cáncer
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Ingredientes Bioactivos.Flavonoides
Clase/componente Origen Beneficio potencial
Catequinas Té Neutraliza radicales libres. Podría reducir el riesgo de cáncer
Flavonas Cítricos Neutraliza radicales libres. Podría reducir el riesgo de cáncer
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Ingredientes Bioactivos.Esteroles Vegetales
Clase/componente Origen Beneficio potencial
Ester estanol Maíz, soja, trigo Reduce niveles colesterol
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Ingredientes Bioactivos.Fitoestrógenos
Clase/componente Origen Beneficio potencial
Isoflavonas Soja Podría reducir síntomas de menopausia
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Prebióticos/probióticos
Clase/componente Origen Beneficio potencial
Fructooligosacáridos Cebolla, achicoria Podria mejorar salud gastrointestinal
Bact. probióticas Diverso Podrían prevenir enfermedades gastrointestinales e infecciones
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Alimentos funcionales
• Chile. Altos niveles de capsaicinas (anticáncer)• Mostaza. Isothiocianatos. (estables en polvo)• Cebollas,Ajos et. . Componentes Allylicos sulfurados.• Cítricos y aceites de especias. Monoterpenos.
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Probióticos
Werner Kollath (11 jun 1892). Probiotika“Sustancias activas que son esenciales para
un desarrollo sano de la vida”
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Probióticos
WHOMicroorganismos vivos que , cuando son suministrados en cantidades adecuadas,
promueven beneficios en la salud del individuo huesped”
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Probióticos
PROPIEDADESReducción colesterol
Refuerzo sistema gastrointestinalModulación sistema inmunológico
Anticáncer
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Prebióticos y probióticos comercialmente disponibles
• Mientras que algunos estudios en el pasado han utilizado LAB aisladas a partir de muestras de individuos sanos, productos lácteos o una plétora de LAB disponibles en el mercado, la mayor parte de los ensayos clínicos se han realizado con menos de 10 formulaciones diferentes:
Probióticos de cepa simple• Saccharomyces boulardi comercializado por Laboratoires Biocodex, Montrouge,
Francia.• Escherichia coli no patogénico serotipo O6:K5:H1 conocido como Nissle 1917,
después de las primeras observaciones hechas por Nissle durante la Primera Guerra Mundial
• Lactobacillus GG (LGG) comercializado por Valio, Helsinki, Finlandia. • Lactobacillus acidophilus LA-1 (LA-1) comercializado por Nestle. Vevey, Suiza
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• Probióticos multicepa
• El cóctel probiótico denominado VSL-3 es el único probiótico multicepa que se ha ensayado hasta ahora. Consiste de cuatro cepas de lactobacilos (Lactobacillusacidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus delbrueckii subespecie bulgaricus y Lactobacillus plantarum), tres cepas de bifidobacterias (Bifidobacteriumlongum, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium breve) y Streptococcus salivariussubespecie thermophilus. VSL-3 se ha utilizado en varios estudios y ha originado resultados muy interesantes que han atraído el interés de los gastroenterólogos y de los pacientes en todo el mundo. El VSL-3 contiene 3 x 1012 bacterias vivas por gramo. Se produce y se comercializa por Sigma-Tau, Pomezia, Italia y VSL Pharmaceuticals, Fort Lauderdale, Estados Unidos. Se administra usualmente en dosis elevadas, 1,8 x 1012 LAB y más recientemente hasta 3,6 x 1012 LAB por día.
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• Simbióticos de cepa simple y fibra simple
• Lactobacillus plantarum 299 ó 299V más fibra de avena. Cuando el simbiótico está basado en el 299V se denomina ProViva. La composición se construyó después de estudios extensivos con cepas de lactobacillos. Se produce y se comercializa por AB Probi, Lund, Suecia. La composición contiene 10 g de fibra de avena y 109 de Lactobacillus plantarum 299. Una dosis común es 1 a 2 x 109 bacterias por día aunque ocasionalmente se ha utilizado 5 x 109 LAB por día. La mayor parte de la experiencia con este simbiótico se ha llevado a cabo en estudios en unidades de pacientes críticos y en conexión con cirugía extensiva.
• Simbióticos multicepa y multifibra• Synbiotic 2000
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Conservación o potenciación de las propiedades funcionales de un
alimento
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Las tecnologías y los alimentos funcionales
• Tecnologías que mantienen la funcionalidad– Congelación– Concentración– Liofilización
• Tecnologías que pueden mejorar la funcionalidad– Altas Presiones hidrostáticas– Altas presiones dinámicas (UHPH)
• Tecnologías que pueden afectar la funcionalidad– Tratamientos térmicos– Deshidratación
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Altas presiones hidrostáticas
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Bebida a base de calostro - HDPE
Hiperbaric 55
NEW IMAGE Natural Health (NZ)
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Protección de componentes bioactivos
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Técnicas utilizadas para proteger los ingredientes bioactivos y/o los probióticos
• Obtención de partículas ultrafinas en polvo• Altas presiones hidrostáticas• Ultra alta presión homogenización (nanocapsulas,
liposomas)• Emulsificación por ultrasonidos (liposomas)• Emulsificación con membranas (microemulsiones)• Fluídos supercríticos (microcápsulas, microesferas)• Jets eléctricos coaxiales (cápsulas líquido-líquido)
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Productos en función del tamaño de la protección
Microproductos: Cápsulas entre 1 y 3 micras
Submicroproductos: Submicrocápsulas entre 100 y 1000 nm
Nanoproductos: Nanocápsulas inferiores a 100 nm (Engineering Nanomatherials-EN)
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Tipos de Coberturas Utilizadas en Microencapsulación.
Tipo de Cobertura / Cobertura específica
Gomas: Gomas arábiga, agar, alginato de sodio, carrageninaCarbohidratos: Almidón, dextranos, sacarosa, jarabes de maízCelulosas: Carboximetl-celulosa, metilcelulosa, etilcelulosa,metilcelulosa, acetilcelulosa
Lípidos: Ceras, parafinas, tristearina, ácido esteárico, monoglicéridos, diglicéridos, aceites, grasasMateriales inorgánicos: Sulfato de calcio, silicatos
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Ingredientes encapsulados utilizados en alimentos
Tipo de IngredienteSaborizantes de tipo: especias, aceites, sazonadores y edulcorantesAcidulantes, alcalis, buffers (Ac. ascórbico, cítrico, fumárico, bicarbonato)Lípidos: Ac. linoléicoAgentes redox (blanqueadores, maduradores)Enzimas o microorganismosAntioxidantes (Ac. ascórbico, cítrico)ColorantesAceites esenciales, aminoácidos, vitaminas y minerales
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Métodos generales de producción de microcápsulas
Procesos físicos: secado por aspersión, extrusión y recubrimiento por aspersión.Procesos fisicoquímicos: coacervación simple o compleja y atrapamiento en liposomas.Procesos químicos: polimerización interfacial e inclusión molecular.
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Ultra alta presión de homogenización. Liposomas,
Submicro y nanocápsulas
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Ultra alta presión homogenización
Alta presiónImpactoCizallaCavitaciónTurbulencia
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Patente EU solicitada UAB
CONTINUOUS SYSTEM AND PROCEDURE OF STERILIZATION AND PHYSICAL STABILIZATION OF PUMPABLE FLUIDS BY MEANS OF ULTRA-HIGH PRESSURE HOMOGENIZATIONPat nº 10380094.2-1221Explotación. EBT YPSICON
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Nuevo equipo UHPH 400 MPa 125 l/h. CERPTA-UAB (Pat nº 10380094.2-1221)
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Conventional homogenisation vs. UHPH
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Microbial destruction Enzyme inactivation
Food preservation
Without treatment
(Vachon et al., 2002)
100 MPa
200 MPa 300 MPa
Particle size reduction Modification of colloidal
structures
Increasing physical stability
UHPH effects on liquid foods
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Liposomas
Molécula lipofila
Molécula hidrófila
Fase acuosa interna
Molécula amfifílica
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Submicro y Nanocápsulas
UHPH hasta 400 Mpa
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ImagenTEM de submicrocapsulas
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Process-Plant Design, Installation & Maintenance
UHPH & Ypsicon
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Equipo de investigadores en altas presiones del CERPTA-UAB
Buenaventura Guamis Victoria FerragutToni TrujilloArtur Xavier RoigManoli FernándezJoan Miquel QuevedoTomás López
Martín BuffaRamón GervillaJordi SaldoMaria del Mar SerraAna ZamoraAngela SuarezRoger Escriu
Gracias por su atención