INCORPORACIÓN DE NUEVOS INGREDIENTES FUNCIONALES A

INCORPORACIÓN DE NUEVOS INGREDIENTES FUNCIONALES
A ALIMENTOS COMO CONTRIBUCIÓN A LA PROMOCIÓN DE
LA SALUD Y/O A LA PREVENCIÓN DE ENFERMEDADES DE LA
POBLACIÓN IBEROAMERICANA
-IBEROFUN Resumen
El desarrollo de nuevos alimentos que incorporen ingredientes funcionales
requiere un enfoque multidisciplinar, por lo que se considera esencial la
participación conjunta de grupos de investigación internacionalmente
reconocidos, entre los que surjan sinergias, colaboraciones e intercambios, que
permitan la obtención de resultados de investigación difícilmente alcanzables
por un solo grupo. En la presente propuesta, se promueve la interacción, la
cooperación y la transferencia de conocimientos y tecnologías relacionadas con
compuestos bioactivos, suficientemente caracterizados por los diferentes
grupos que componen esta acción, que integren sus tareas mediante la
interconexión con empresas especializadas en ingredientes funcionales,
permitiendo una mejor transferencia al sector productivo y por tanto, un
aumento de su competitividad.
Por otra parte, sigue siendo precisa la identificación de nuevos compuestos
bioactivos garantizar su potencial acción cuando se encuentran integrados en
las matrices alimentarias.
Se fomentará por tanto, el estudio conjunto de los ingredientes ya existentes en
nuestros países y se promoverá la obtención de nuevos ingredientes a partir de
fuentes naturales de nuestros países de origen, y que por tanto, sean
fácilmente asimilables en una dieta cotidiana. Se potenciará el desarrollo de
estudios científicos rigurosos que demuestren los efectos, mecanismos de
acción y la biodisponibilidad de los ingredientes bioactivos y se valoren en las
matrices alimentarias tanto sus actividades beneficiosas como las
potencialmente tóxicas, de forma que nos permita avalar su efectividad y se
certifique su seguridad de forma inequívoca.
De forma general, se espera contribuir a la mejora del bienestar general de la
población iberoamericana, reforzando su alimentación y su salud mediante
nuevos productos con efectos positivos, científicamente probados (frente a
enfermedades cardiovasculares, cancer, modulación del sistema inmune, etc.),
seguros y que además sean sensorialmente aceptables para el consumidor
Objetivo general y objetivos específicos de la Acción de Coordinación
Objetivo general
Obtención y caracterización de ingredientes bioactivos y microorganismos
probióticos seleccionados por su actividad biológica y funcional así como por su
inocuidad toxicológica, con demostrada estabilidad y biodisponibilidad en
alimentos de uso habitual y/o en matrices alimentarias diseñadas como
vehículos funcionales. Estudiar en el alimento y/o matriz alimentaria las
sinergias entre los nuevos ingredientes y los constituyentes propios, el
mantenimiento de actividad biológica durante el procesado-conservación, así
como su elaboración a escala semi-industrial por parte de las empresas
participantes, contrastada en ensayos in vitro e in vivo y clínicos.
Objetivos específicos de la Acción de coordinación
O1.- Desarrollo de procedimientos de obtención de ingredientes bioactivos y
probióticos seleccionados por los diferentes grupos implicados.
O2.- Caracterización química, determinación de la actividad biológica y
funcional así como toxicológica de ingredientes y probióticos seleccionados.
O3.- Diseño de matrices alimentarias capaces de integrar los ingredientes
bioactivos obtenidos y caracterizados previamente. Determinación de su
estabilidad y biodisponibilidad.
O4.- Ensayos in vitro e in vivo de los ingredientes y probióticos seleccionados
tanto de forma aislada como formando parte de la matriz alimentaria.
O5.- Elaboración a escala semi-industrial del producto alimentario por parte de
las empresas participantes y estudios globales del producto final:
caracterización química y microbiológica, estabilidad de las matrices
alimentarias y actividad biológica de los ingredientes bioactivos incorporados
así como su estabilidad, biodisponibilidad y estudios toxicológicos.
O6.- Realización de los ensayos con líneas célulares (in vitro), con animales de
experimentación (in vivo) así como los ensayos pre-clínicos o clínicos
pertinentes en población sana.
Relación de objetivos específicos por líneas de trabajo (LT) y grupos implicados
LT1- LIPIDOS BIOACTIVOS (ESP-IF; ESP-UCM; CU; MX; EMPRESAS)
Mejorar las propiedades nutricionales y potencialmente saludables de la fracción
lipídica de los alimentos para la obtención de potenciales alegaciones para
enfermedades cardiovasculares.
A) Incrementar las propiedades saludables de la grasa láctea mediante
modificaciones del perfil de ácidos grasos por la incorporación a la dieta del
rumiante de suplementos ricos en AGPI y/o utilizando microorganismos con
capacidad de transformar el ácido linoleico en CLA.
B) Enriquecimiento de la grasa láctea con compuestos lípídicos minoritarios
pero de elevada actividad biológica como los fosfolípidos, presentes en la
membrana del glóbulo graso.
C) Asegurar la estabilidad, la actividad biológica y la seguridad de los alimentos
enriquecidos con AGPI.
LT2- PEPTIDOS BIOACTIVOS (ESP-IFI1; ARG-BA; CU; BR-ITAL; MX; EMPRESAS)
Desarrollo y preparación de ingredientes funcionales con actividad biológica
procedentes de proteínas alimentarias
A) Identificación de nuevas secuencias con diferentes actividades biológicas
(antihipertensiva,
antioxidante, antimicrobiana y/o hipoalergénica y antiviral), procedentes de
diferentes sustratos (leche, huevo), estudios de bioactividad, biodisponibilidad,
mecanismo de acción.
B) Alergenicidad de proteínas lácteas y de huevo. Estudios de proteómica,
digestibilidad y nuevos procesos para reducir la alergenicidad. Análisis de
alérgenos mediante técnicas inmunoquímicas y de proteómica y el desarrollo
de nuevos procesos de hidrólisis enzimática, mediante la aplicación de altas
presiones, para reducir la alergenicidad de las proteínas lácteas y ovoproteínas
(obtención de ingredientes hipoalergénicos).
C) Caracterizar las propiedades físico-químicas y funcionales (gelificación,
interfaciales, espumado y emulsificación) del péptido bioactivo caseino-
glicomacropéptido (GMP) de suero de quesería, en relación a su diversidad
estructural a fin de optimizar métodos de aislamiento y posibilitar su utilización
como ingrediente funcional (en particular para grupos de fenilcetonúricos).
LT3-MICROORGANISMOS PROBIOTICOS (ESP-IF; ESP-UCM; AR-CERELA; PUCP; EMPRESAS)
Selección de bacterias probióticas por sus características bioactivas para su aplicación
en el diseño de alimentos funcionales.
A) Por su capacidad de producir bionutrientes (vitaminas del grupo B:
cobalamina, ácido fólico y/o riboflavina).
B) Por su origen humano, tanto de la leche materna como de otras fuentes
perinatales.
C) su capacidad de transformar metabolitos en compuestos de elevada
actividad biológica (ácidos grasos, polifenoles, etc.).
D) Se estudiará el posible efecto modulador que ejercen determinados
ingredientes bioactivos
alimentarios en la microbiota presente en ecosistemas bacterianos humanos
(ej. efectos de compuestos fenólicos en microbiota intestinal y bucal).
E) Interacciones con el sistema inmunitario y capacidad para la
prevención/tratamiento de mastitis lactacionales y candidiasis vaginales/orales.
Actividad de bacterias perinatales frente a la infectividad del VIH.
LT4-CARBOHIDRATOS BIOACTIVOS (ESP-IFI2; ESP-US; ARG-BA; BR-ITAL; PUCP; EMPRESAS)
A) Obtención y caracterización de nuevos ingredientes alimentarios
multifuncionales de naturaleza glucídica basados en la interacción covalente de
carbohidratos con quitosanos o con proteínas lácteas o vegetales (quitosanolactosa/lactulosa,
O-sialoglicopéptidos-galacto-oligosacáridos/
lactulosa,
proteínas lácteas-galactosa/tagatosa y proteínas vegetales-glucosa/fructosa.
B) Establecer la correlación entre la estructura de los conjugados y sus
propiedades bioactivas.
LT5.-INGREDIENTES BIOACTIVOS DE SUBPRODUCTOS ALIMENTARIOS (ESPUMH; ARG-BA; ESPIFI1; MX; EMPRESAS)
A) Revalorización de co-productos de las industrias agroalimentarias, para la
obtención de compuestos bioactivos, básicamente fibra dietética, y su
aplicación en distintas matrices alimentarias.
B) Aprovechamiento de componentes con actividad biológica presentes en el
lactosuero de quesería (GMP, B-lactoglobulinas, lactosa, etc.).
C) Componentes bioactivos presentes en residuos de origen marino (cabezas
de camarón) como la astaxantina, biopéptidos reactivos, quitina/quitosano,
proteínas, proteasas y lípidos
LT6.- FORMACIÓN DE MATRICES Y ESTRUCTURAS ALIMENTARIAS (ESP-US,
CH, AR-BA; EMPRESAS)
A) Generación de estructuras como vehículos (carriers) de moléculas
funcionales y compuestos
bioactivos, y estudio de las cinéticas de ruptura estructural durante su digestión
in vitro utilizando técnicas no invasivas de microscopía. El modelado de las
cinéticas de cambios microestructurales durante la digestión permitirá el diseño
de productos que liberen controladamente compuestos bioactivos.
B) Estudiar la nanoestructura, topografía, estabilidad, propiedades mecánicas,
cinética de formación, etc. de la película interfacial en la formulación de
dispersiones de alimentos específicos que incluyan los ingredientes bioactivos,
valorizando su funcionalidad como ingredientes (emulsionantes) de aplicación
tecnológica o nutracéutica en dispersiones alimentarias (emulsiones, espumas
y geles).
LT7.-MODELOS EXPERIMENTALES IN VITRO E IN VIVO (BR-UNICAMP; BR-ITAL;
TODOS)
A) Estudios de actividad biológica de los ingredientes y extractos bioactivos en
modelos experimentales in vitro utilizando líneas de cultivos celulares
tumorales y de fibroblastos.
B) Estudios de actividad biológica in vivo de los ingredientes bioactivos aislados
en modelos
experimentales utilizando animales de experimentación de cáncer, úlcera,
inflamación, dolor, mucositis, cicatrización de heridas y ensayos de
disponibilidad de minerales y otros componentes nutricionales.
C) Estudios de toxicidad preclínica aguda, crónica y dermatológica en modelos
animales experimentales con animales roedores (rata, ratón, cobayas) y
conejos.
Resultados esperados
Logro específico o producto derivado de la investigación.
Beneficios y repercusión prevista para los países objetivo indicando el/los
usuario/s final/es.
Repercusión en capacitación. Explicitar la contribución esperada de la acción
en formación de recursos humanos en los distintos niveles.
Plan de Difusión (cursos y seminarios; artículos y libros publicados; patentes;
reuniones celebradas con indicación de participantes y países).
Repercusión en el sector productivo: Compromiso de aportaciones de
empresas o instituciones, monto y tipo de compromiso. Transferencia de
resultados prevista.
Sostenibilidad de la Acción. Viabilidad técnica y económica de la misma una
vez finalizado el apoyo de CYTED.
Los resultados esperados de esta acción implican cuatro líneas fundamentales:
1.- Desarrollo de conocimiento en: Nuevos ingredientes bioactivos,
caracterización de los ingredientes en base a su composición quimica, actividad
biológica y biodisponibilidad. Ensayos in vitro e in vivo de la actividad biológica de los
ingredientes aislados y formando parte de la matriz alimentaria frente a modelos de
enfermedades humanas. Generación de matrices alimentarias que permitan la
incorporación de ingredientes bioactivos y estudio de su seguridad alimentaria.
Demostración del mantenimiento de la actividad biológica durante el procesado y la
conservación.
2.- Desarrollo de métodos: Métodos específicos para la extracción, aislamiento y
concentración de ingredientes funcionales a partir de sustratos animales y vegetales.
Procedimientos de caracterización química, bioquímica y biotecnológica.
3.- Desarrollo de productos: Incorporación a alimentos habituales y/o a las nuevas
matrices alimentarias diseñadas, los ingredientes bioactivos (lípidos, péptidos,
probióticos prebióticos, antioxidantes, fibra, vitaminas, minerales, etc.) completamente
caracterizados con actividad demostrada y listos para su elaboración a escala piloto por
las empresas colaboradoras. Estos productos podrán optar a su comercialización con
las alegaciones de beneficio para la salud o disminución del riesgo en enfermedades
cardiovasculares, cancer, modulación del sistema inmune, etc.
4.- Transferencia de conocimiento, con preferencia a las empresas participantes
implicados en los productos desarrollados como potencialmente comercializables.
Los beneficios y repercusión prevista de los resultados de este proyecto tienen como
finalidad el desarrollo en los países Iberoamericanos de alimentos funcionales a partir
de nuevos ingredientes obtenidos de fuentes naturales no explotadas hasta la fecha,
contando con la experiencia y la interconexión de los grupos de investigación y las
empresas participantes. Dado el elevado número de países participantes y la
capacidad de las empresas, se estima que los usuarios finales serán todos los países
del marco CYTED. Por otra parte, el estudio de nuevos ingredientes funcionales a partir
de fuentes naturales puede implicar la participación de comunidades indígenas y la
mejora de los recursos de zonas con bajos niveles de explotación de fuentes naturales.
Repercusión en capacitación. El desarrollo de la presente acción pretende
aportar conocimientos y formación a personal técnico y universitario que pueda
incorporarse mediante contratos de financiación tanto pública (por proyectos
nacionales) como privada (por las empresas participantes) a la vida laboral en
el sector agroalimentario (Conocimiento de la tecnología industrial de
elaboración y conservación de diversos alimentos, necesidades y exigencias de
los consumidores. Plantas de producción a escala piloto e industrial etc.). Por
otra parte, y de acuerdo con la normativa actualmente en vigor en todos los
países, este proyecto hace suyas las disposiciones generales en los aspectos
relativos a no discriminación e igualdad de oportunidades, excluyendo
requisitos de carácter discriminatorio tales como nacimiento, raza, sexo,
religión, opinión o cualquier otra condición o circunstancia personal o social,
garantizando igualdad de trato en las siguientes actividades: -Acceso a
actividades de formación, procesos de selección, etc.
Por otra parte, la coordinación del proyecto garantiza procedimientos de
igualdad para la difusión de actividades y convocatorias a nivel interno y
externo
Plan de Difusión. Se organizará al menos una jornada anual de exposición de
actividades y resultados de los integrantes de este proyecto que tendrá lugar
en el marco de actividades científicas como congresos,
cursos y seminarios organizados por diferentes grupos y países anualmente.
Se potenciará desde la coordinación la publicación conjunta de los resultados
entre los grupos participantes en las diferentes líneas de trabajo. Programación
coordinada de cursos con sedes en los distintos países y con participación de
los miembros. Se promoverá la aparición de libros de carácter divulgativo y
científico donde se incentive la participación de las empresas. Se promoverá la
presentación de patentes con prioridad de explotación por las empresas
participantes.
Repercusión en el sector productivo. Un aspecto fundamental de esta
acción de investigación es lograr la transferencia de resultados al sector
productivo. Este último aspecto requiere una gestión estricta y para ello se
contará con las oficinas de transferencia de los organismos implicados en el
presente Programa.
Se tiene previsto que esta transferencia se realice durante el último año de
investigación propuesto.
Las estrategias de este proyecto van dirigidas a obtener productos
enriquecidos en ingredientes bioactivos que permitan mejorar la calidad de vida
de la población iberoamericana (población sana y pacientes susceptibles de
enfermedades crónicas). Estos estudios permitirán desarrollar nuevos
productos con efectos beneficiosos para la salud.
Las empresas participantes aportan al proyecto sus instalaciones y materias
primas para llevar a cabo los ensayos y producciones de alimentos a escala
semi-industrial. Además, no participan de las subvenciones previstas por el
proyecto en viajes ni estancias.
Sostenibilidad de la Acción. La presente propuesta alcanza un elevado grado
de sostenibilidad al aplicar los recursos independientes de cada grupo en un
esfuerzo común como es la obtención de nuevos ingredientes funcionales a
partir de sustratos naturales y/o del aprovechamiento de subproductos
alimentarios contaminantes del medio ambiente.
Todos los grupos participantes disponen de financiación pública y/o privada
procedente de programas Nacionales o Extranjeros, así como de empresas
para contratos de investigación, por lo que participan grupos de investigación
consolidados, con equipamiento propio y cuyas líneas de investigación se
adecuan a la presente Acción de Investigación en ingredientes funcionales.
Justificación*
Originalidad de la propuesta.
Posibilidad de financiación adicional por parte de otras entidades públicas o
privadas.
Complementariedades con actividades o proyectos de otros grupos o entidades
públicas o
privadas.
Durante las últimas décadas son muchos los alimentos que aparecen en nuestros
mercados que se comercializan bajo la publicidad de "bueno para tu salud" ("good for
you"). Sin embargo, no todos estos productos son el resultado de estudios científicos
suficientemente rigurosos. Incluso algunos productos comercializados evidencian
carencias muy importantes en cuanto a la biodisponibilidad de los ingredientes
funcionales, e incluso a la efectividad de los efectos saludables que se les atribuyen.
Siendo de extraordinaria importancia la posibilidad de mejorar el estado de salud
mediante la alimentación, más allá incluso de los aspectos que son objeto de estudio
en la nutrición clásica, parece justificado desarrollar ingredientes con potencial
saludable que puedan ser incorporados a alimentos conocidos y de uso habitual. El
desarrollo de estos ingredientes debe estar sustentado por criterios científicos para
que sus propiedades saludables sean incuestionables. Hay que realizar la valoración
de los riesgos desde el punto de vista toxicológico. Debe estudiarse en los nuevos
ingredientes funcionales la relación beneficio/riesgo considerando tanto sus
potenciales propiedades saludables frente a enfermedades crónicas como su
seguridad alimentaria. Deben realizarse todos los estudios necesarios que avalen la
actividad biológica de los componentes mediante ensayos in vitro e in vivo y finalmente
con el producto final elaborado en estudios clínicos en grupos poblacionales de
potencial riesgo.
El desarrollo de alimentos e ingredientes funcionales requiere un enfoque
multidisciplinar, pero con una acción muy integradora. En la presente acción se agrupa
un conjunto de equipos investigadores especialistas en el tema, algunos de ellos con
experiencia de colaboración previa y otros nuevos, pero todos considerados de
excelencia científica en el campo de la investigación en alimentos y su relación con la
salud. Las empresas participantes son igualmente punteras en el sector de alimentos o
ingredientes funcionales a nivel iberoamericano, europeo e incluso mundial.
En este proyecto "IBEROFUN" se reúnen grupos y empresas con objetivos comunes
en la relación entre la alimentación y la salud, refiriéndose concretamente a los
alimentos funcionales y a los ingredientes bioactivos alimentarios. Se integrarán
actividades de obtención de ingredientes idóneos para incluir en alimentos funcionales
mediante nuevas tecnologías, el bio-análisis avanzado de los mismos,entendiéndose
con ello la caracterización tanto bioquímica como funcional, la biodisponibilidad y el
estudio de sus beneficios y la seguridad para la salud humana.