Encapsulación de residuos agroalimentarios con fines terapéuticos / Maria Jesús Rodríguez

Fecha: 22-Jan-2020

Maria Jesús Rodríguez
Departamento de Farmacología y Fisiología.
 Facultad de Veterinaria - Universidad de Zaragoza
Instituto Agroalimentario de Aragón (IA2)
Instituto de Investigaciones Sanitarias de Aragón (IIS Aragón)
mjrodyol@unizar.es

La ingesta diaria de frutas y verduras se asocia a un menor riesgo de trastornos relacionados con estados pro-inflamatorios y de estrés oxidativo como la ateroscleosis, la diabetes y el cáncer. En el caso específico del cáncer, la dieta mediterránea y las dietas similares que se caracterizan por un alto consumo de derivados de plantas se han relacionado con una menor incidencia de cáncer colonorrectal y de mama, entre otros. El efecto quimiopreventivo de las frutas y verduras parece estar mediado por su contenido en fibra y compuestos fenólicos. Por un lado, la fibra reduce el tiempo de exposición de carcinógenos en el tracto gastrointestinal, disminuye la cantidad total de sales biliares secundarias que se sabe son agentes pro-tumorigénicos, y su papel como prebiótico mejora la población de cepas bacterianas productoras de butirato. Por otro lado, los compuestos fenólicos son un grupo heterogéneo de fitocompuestos de gran interés debido a sus propiedades saludables al ser antioxidantes, antiinflamatorios, antimicrobianos, antiescleróticos y antimutagénicos.

La aplicación de extractos de plantas con fines terapéuticos se ha utilizado en la medicina tradicional ya que las plantas tienen compuestos químicos con propiedades biológicas. Estos extractos se han aplicado en el tratamiento y prevención de muchas enfermedades entre las cuales se encuentra el cáncer. Ciertos fitocompuestos como la taxifolina, la quercetina y la curcumina han mostrado un fuerte potencial antitumoral tanto en modelos de cáncer “in vitro” como “in vivo”. Dado que los extractos de plantas contienen una mezcla compleja de potenciales agentes anticancerígenos, y considerando que cada compuesto fenólico muestra afinidad por una o varias células diferentes, podríamos hablar de un efecto aditivo o sinérgico entre todos ellos. Por lo tanto, el uso de extractos de plantas podría generar ciertos beneficios clínicos en comparación con la administración de compuestos aislados de estos mismos extractos (Figura 1).

Figura 1. Aplicaciones terapéuticas de los compuestos bioactivos obtenidos de frutas y verduras.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que menos del 25% de los polifenoles que ingerimos en la dieta son absorbidos por el intestino. Esto es debido a su baja solubilidad, inestabilidad en el tracto digestivo (pH, encimas, presencia de nutrientes), poco tiempo de permanencia gástrica y dificultades en atravesar las membranas celulares. Todos estos hechos causan una baja biodisponibilidad y una pobre distribución sistémica de los polifenoles en el organismo.

El uso de frutas y verduras comestibles como fuente de compuestos bioactivos o incluso como drogas en sí no es muy adecuado por el porcentaje tan alto de hambre en el mundo. Sin embargo, las partes no comestibles como la corteza o la cáscara muestran un contenido similar en polifenoles, lo que sugiere su posible aplicación en la práctica clínica. Actualmente, se ha propuesto una alternativa muy interesante en el uso de estos extractos vegetales y es la revalorización de los residuos de la agroindustria (food by products) como fuente de compuestos fenólicos. Por otra parte, los extractos obtenidos de las partes desechadas de frutas y verduras de las industrias de zumos, conserveras, almazaras, etc, pueden ser también encapsulados. Esta práctica es utilizada para lograr una mayor estabilidad mecánica manteniendo la calidad y protegiendo los compuestos bioactivos de los residuos de la oxidación. La encapsulación se realiza mediante secado por pulverización, tratándose de una técnica rápida y barata. La maltodextrina es el material más utilizado para encapsular biocompuestos en la industria alimentaria, debido a su sabor suave, alta solubilidad en agua, soluciones incoloras y baja viscosidad El grupo de investigación de la DGA “Dieta mediterránea y su potencial nutracéutico” ubicado en la Facultad de Veterinaria, está desarrollando una investigación basada en  extractos de residuos agroindustriales de manzana, melocotón, pepino y pimiento rojo con distintas encapsulaciones (maltodextrinas, nanoemulsiones, proteínas, nanotubos, etc) y su aplicación en enfermedades como el cáncer. El objetivo de la encapsulación es intentar aumentar la biodisponibilidad de los compuestos bioactivos de los extractos en las células y por tanto incrementar su eficacia. El estudio se centra en determinar la actividad anticancerígena y antioxidante en tres líneas de células cancerosas humanas: colon, hígado y mama sometidas a tratamiento con extractos con o sin encapsular.

Los resultados han mostrado que los extractos vegetales estudiados presentan efectos anticancerígeno y antioxidante en todas las células ensayadas y como esta acción es incrementada cuando los extractos son encapsulados en maltodextrinas. Este hecho podría indicarnos que la encapsulación facilita la entrada de los compuestos bioactivos a las células mejorando su potencial terapéutico (Figura 2).

 

Figura 2. Encapsulación de residuos agroalimnetarios y biodisponibilidad.

Futuros estudios “in vivo” nos permitirán determinar si la encapsulación de residuos agroalimentarios que contienen compuestos bioactivos, aumenta la biodisponibilidad de estos a nivel sistémico en el organismo y por tanto puedan ser considerados en la industria farmacéutica con fines terapéuticos.