Bioavailability of interesterified lipids in food emulsions.

La importancia de los lípidos en los alimentos va mas allá de su rol como fuente de energía y nutrientes. También son parcialmente responsables de propiedades organolépticas clave, tales como textura, liberación del sabor, y saciedad, la cual es difícil de duplicar en formulaciones libres de grasa. Además, los lípidos han sido asociados al desarrollo de numerosas enfermedades, pero también a la prevención de varias otras, principalmente debido al efecto de ácidos grasos esenciales. Desafortunadamente, las propiedades fisicoquímicas y nutricionales de los lípidos no se encuentran juntos con frecuencia. Existen grasas cuyas propiedades físicas son aptas para aplicaciones específicas, pero no son nutricionalmente recomendables. Otros, en cambio, pueden tener un excelente perfil de ácidos grasos, pero su distribución en la molécula de triacilglicerol podría no permitir una absorción óptima. Además, la matriz alimentaria donde los lípidos están ubicados, puede ser un factor clave para determinar el grado en el cual los lípidos son absorbidos. La hipótesis de este estudio fue que a través de interesterificación enzimática es posible sintetizar lípidos estructurados con un buen perfil de ácidos grasos –alto en acidos grasos n-3 y cero trans- y un perfil de fusión similar al de una grasa comercial, cuya biodisponibilidad puede ser modulada, además de la nueva estructura de TAG, a través del diseño de emulsiones. De acuerdo a esto, el objetivo principal de esta tesis fue conseguir un mejor entendimiento del efecto de la interesterificación enzimática, en la síntesis de grasas plásticas, así como de la emulsificación, en la biodisponibilidad postprandial de lípidos in vivo. Primero se analizó el efecto de la interesterificación en la estructuración de lípidos. Para ello, se compararon las interesterificaciones química y enzimática de mezclas binarias en la obtención de lípidos estucturados con cero trans y un alto contenido de ácido linolénico (C18:3n3), además de adecuadas propiedades funcionales. Aceite de soya full hidrogenado (fully hydrogenated soybean oil, FHSBO) y aceite de nuez (walnut oil, WO) fueron usados como materias primas. Metóxido de sodio y Lipozyme TL IM fueron usados como catalizadores químico y enzimático, respectivamente. Mezclas FHSBO/WO en relaciones de masa de 20/80, 40/60 y 60/40 fueron evauladas, y la interesterificaión total se determinó por la estabilización en su contenido de grasa sólida (solid fat content, SFC). La mezclas interesterificadas químicamente fueron estabilizadas a los 10 min para al mezcla 20/80 y a los 15 min para las mezclas 40/60 y 60/40. Mientras, todas las mezclas enzimáticamente interesterificadas se completaron a los 120 min. Una reducción significativa en el SFC para todas las composiciones se produjo después de completar las interesterificaciones química o enzimática. Las mezclas 60/40 interesterificadas química y enzimáticamente mostraron la curva plástica de un shortening multipropósito, rico en ácidos grasos poliinsaturados, especialmente en C18:3n3 y cero trans. La interesterificación enzimática fue escogida para estudios adicionales debido a su estereoespecificidad. Dado que, el perfil de ácidos grasos es un factor crítico en las propiedades nutricionales de las grasas, pero también la estereoquímica juega un rol fundamental, la biodisponibilidad de ácidos grasos en las mezclas interesterificadas fue analizada. Para ello, mezclas de aceite de linaza (linseed oil, LO) y esterarina de palma (palm stearin, PS) fueron comparadas con sus mezclas interesterificadas usando una lipasa estereoespecífica en las posiciones sn 1 y 3, para determinar si había alguna diferencia en términos de biodisponibilidad cuando se usaba esta tecnología. Las dos mezclas tenían el mismo perfil de ácidos grasos, pero distinto SFC, debido al cambio en la estereoquímica de los triacilgliceroles. Ratas Sprague-Dawley macho fueron alimentadas con las mezclas interesterificada (IE) o no interesterificada (nIE) a través de un tubo de alimentación bucogástrico luego de 18 h de ayuno. Se utilizó suero fisiológico como control. Se tomaron muestras de sangre luego de la administración de los test meals y se determinó el perfil de ácidos grasos plasmáticos en el periodo postprandial. Los resultados mostraron que la modificación en los perfiles de fusión de las mezclas a través de la interesterificación, sin alterar la biodisponibilidad determinada por la posición sn-2, puede retrasar la absorción de los lípidos al principio de la digestión, con peaks de absorción de C18:3n3 a 1,5 y 4,5 h postadministración, para IE y nIE, respectivamente, pero esto no tiene un efecto en la absorción total de los lípidos. La estructura alimentaria es también responsable de la biodisponibilidad de lípidos. Un diseño apropiado de la matriz alimentaria podría restringir o facilitar la liberación de ácidos grasos y dejarlos disponibles para la absorción, tal como en la emulsificación. Para comprender mejor éste fenómeno, evaluamos el efecto de la emulsificación, así como el uso de diferentes agentes emulsificantes, en la biodisponibilidad postprandial de lípidos estructurados en emulsiones O/W en ratas. Emulsiones O/W estables, preparadas con caseinato de sodio (Sc) o quitosán (Ch) fueron dosificadas como test meals. Una mezcla no emulsificada fue utilizada como control (C), y suero fisiológico fue usado como blanco (B). Ratas Sprague-Dawley fueron intragástricamente alimentadas con Sc, Ch, C o B, y se tomaron muestras de sangre en el periodo postprandial. Los resultados mostraron que la emulsificación puede aumentar la absorción de lípidos, como se determinó luego de la administración de emulsiones Sc, cuya absorción de AG totales es 20% mayor que el control. Sin embargo, éste resultado no puede ser generalizado. Los lípidos interesterificados que fueron emulsificados con quitosán, fueron igualmente absorbidos que aquellos en la mezcla lípidos interesterificados/agua destilada, no emulsificados. Se sugirió que esto puede ser debido a un acceso limitado de la lipasa pancreática a los lípidos. El mayor pH que se encuentra en el duodeno (pH>pKa quitosan) puede reducir la solibilidad de Ch, y puede contrapesar el efecto positivo de la pre-emulsificación. Esto sugiere que la emulsificación, como herramienta para el diseño de matrices alimentarias, no es la única responsable de una mayor biodisponibilidad, sino que las interacciones que ocurren entre el estabilizante y los alrededores durante la digestión, es también crucial. En general, este estudio confirma que la interesterificación parece ser una herramienta apropiada para la sintesis de grasas estructuradas con un buen perfil nutricional y propiedades funcionales adecuadas. Sin duda, el diseño de matrices alimentarias es también un asunto de interés, como se refleja en este estudio, el cual establece las bases para una futura investigación con respecto a la necesidad de conseguir un mejor entendimiento de las interacciones entre los nutrientes y su entorno. Distintos enfoques pueden ser utilizados para el diseño de una estructura alimentaria apropiada, la cual puede maximizar o reducir la biodisponibilidad de lípidos y/o ácidos grasos específicos, según necesidad. Como tal, este estudio contribuye al creciente campo del diseño de estrucuras alimentarias y resalta como la estructura puede ser personalizada para satisfacer las demandas de los consumidores.