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los últimos años hemos escuchado o leído
sobre los enormes avances de la medicina y la elucidación
del genoma humano, sin embargo, poco sabemos sobre la
influencia de estos avances sobre la ciencia de los
alimentos. |
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Y,
más importante aún, sobre las tendencias de nuestra
alimentación en el futuro. La estrecha relación
entre salud y alimentos ha sido reconocida por más de dos
mil 500 años. Hipócrates, el filósofo griego
y padre de la medicina, postuló el siguiente lema: “Permitan
a los alimentos que sean su medicina y la medicina que sea su
alimento”. Esta frase corta pero profunda y sustantiva resume
la nueva tendencia de los alimentos en este naciente siglo XXI.
El conocimiento de nuestra propensión genética a
enfermedades ha despertado el interés por la prevención
de las mismas, siendo la dieta el factor más importante.
Según la Asociación Americana del Cáncer
de Estados Unidos, se estima que el 70% de los casos de cáncer
son debidos a la alimentación. Además, se sabe que
son tres las principales enfermedades que causan la mayoría
de las muertes en el mundo moderno: las enfermedades cardiovasculares,
el cáncer y la diabetes. Los efectos devastadores de estas
enfermedades pueden ser prevenidos o atenuados mediante una buena
selección de los alimentos que conforman la dieta con el
consecuente cambio en los hábitos alimenticios. Por otro
lado, sabemos que los avances de la medicina continúan
extendiendo las expectativas de vida de manera constante, y se
proyecta alcanzar un promedio de 87 años de vida en los
próximos años para los habitantes de los países
desarrollados.
Se estima que para el 2030 la población geriátrica
o mayor de 65 años se duplicará con respecto al
presente. Estos cambios han inducido la necesidad de diseñar
alimentos para una población que envejece y que en general
está cada vez más preocupada por la salud y la calidad
de vida. En la industria de alimentos todos estos aspectos han
generado una revolución que ha cambiado y continuará
cambiando lo que comeremos en el futuro. Estos alimentos han sido
denominados por la industria como alimentos funcionales o nutracéuticos,
y han sido definidos como “cualquier alimento o ingrediente
del mismo que proporcione un beneficio probado a la salud humana”.
Debido
a este gran cambio en el “diseño de alimentos”,
en el futuro no será extraño caminar por los pasillos
del supermercado y comprar un bote de nieve o helado que prevenga
el cáncer de seno o el de próstata. Tampoco será
extraño encontrar productos aún más a la
medida, como alimentos diseñados especialmente para protegernos
de una propensión genética a problemas cardíacos
que nos ha sido diagnosticada a través de mutaciones en
nuestro ADN, o comprar alimentos modificados genéticamente
que contengan altas cantidades de nutracéuticos naturales.
Estas tendencias, aunque parezcan futuristas, son una realidad
muy cercana. Sin embargo, para llegar a este punto se ha realizado
y se está realizando investigación científica
que permite separar a la ciencia y al conocimiento científico
verdadero de los mitos y estrategias de mercadotecnia.
Nutracéuticos en el Tecnológico
de Monterrey
La identificación de compuestos de interés para
la prevención y el tratamiento terapéutico de enfermedades
como diabetes, colesterolemia y cáncer debe ser una prioridad
para nuestra industria alimentaria y científicos dedicados
a la fitoquímica, medicina y biotecnología de alimentos.
Por esta razón el Campus Monterrey, a través de
las Cátedras de Investigación, ha apoyado a un grupo
de investigadores multidisciplinarios para que se realice investigación
básica y práctica en el rubro de alimentos nutracéuticos.
Se están realizando esfuerzos por identificar, seleccionar,
aislar y probar compuestos químicos nutracéuticos
de alimentos típicos mexicanos y producidos por procesos
de fermentación.
Actualmente se trabaja con maíces azul y de alta calidad
proteica, frijol negro, semilla de ébano, amaranto, diversas
frutas y hortalizas, productos herbales (jamaica, xempasuchil),
proteínas y colorantes obtenidos por producción
biotecnológica y hasta productos de panificación
y de origen animal enriquecidos con ácidos grasos nutracéuticos.
El objetivo final es diseñar procesos biotecnológicos
que puedan aislar compuestos de interés previamente probados
por expertos en medicina y tecnología de alimentos. La
identificación y el desarrollo de procesos biotecnológicos
basados en investigación para la obtención de estos
productos puede colocar al Tecnológico de Monterrey a la
vanguardia y la eventual explotación económica-comercial
de estos productos y procesos y favorecer a corto y largo plazo
la salud y la calidad de vida de los mexicanos.
Clasificación
general de los nutracéuticos
La relación entre dieta y enfermedad no es algo nuevo por
lo que es importante resaltar el lugar que ocupan los futuristas
alimentos nutracéuticos. Desde los albores del siglo XX
ya conocemos la necesidad de ingerir macro-nutrientes como las
proteínas, carbohidratos y grasas, así como micro-nutrientes,
en donde se incluyen a las vitaminas y minerales esenciales. Sabemos
que las deficiencias de estos nutrientes producen síndromes
de malnutrición y deficiencias vitamínicas muy conocidas.
Los
nutracéuticos no son nutrientes asociados con deficiencias
en la dieta, sin embargo, son compuestos cuyo consumo ha sido
asociado con la prevención y el tratamiento de enfermedades.
En algunos casos la evidencia científica sobre los beneficios
en la salud humana es tan sólida y reconocida por la comunidad
científica internacional que los compuestos han sido avalados
por agencias regulatorias gubernamentales como la Administración
de Alimentos y Drogas (FDA, por sus siglas en inglés) de
Estados Unidos.
Como
ejemplos de este tipo de compuestos están la fibra dietética
insoluble y soluble, calcio, ácido fólico, fitoesteroles,
proteína de soya, sorbitol, etcétera. En algunos
casos los compuestos son utilizados como aditivos de alimentos
y son, por lo tanto, agregados en productos que inicialmente no
los contenían. Por ejemplo, la proteína de soya
purificada puede ser adicionada a malteadas o productos de panificación
con el propósito de proveer un alimento terapéutico
para el control del colesterol (Riaz, 1999). Así mismo,
el azúcar sorbitol purificado puede adicionarse a la goma
de mascar para prevenir las caries dentales.
En
otros casos la fuente de nutracéuticos es consumida pura
como puede ser el caso de la avena, que es rica en fibra soluble,
o los cacahuates y nueces, que son ricos en fitoesteroles, que
previenen enfermedades cardiovasculares. El ácido fólico
ha adquirido mucha importancia debido a que su deficiencia causa
abortos y defectos en fetos y niños, tales como el cierre
del tubo neural, anacefalias e hidrocefalias. Además se
le ha relacionado con el desarrollo cerebral así como en
la prevención de enfermedades cardiovasculares.
Con el objetivo de aportar un panorama global de los ingredientes
nutracéuticos que están siendo utilizados, o están
en proceso de desarrollo, éstos se pueden clasificar de
acuerdo con las propiedades de actividad biológica que
presentan, lo cual está directamente relacionado con su
estructura química. Es común escuchar información
sobre el consumo de antioxidantes este grupo de nutracéuticos
encabezan la clasificación pero, qué son los antioxidantes?
En general, los seres humanos estamos expuestos a un gran número
de “agentes oxidantes” como la contaminación,
el estrés, humo del cigarro, entre otros. Además,
nuestro cuerpo produce los denominados radicales libres, que pueden
causar la oxidación de membranas y daño al ADN desencadenando
una serie de reacciones no deseables que conocemos comúnmente
como cáncer, problemas cardiovasculares y envejecimiento.
Los antioxidantes son compuestos que por su estructura química
pueden frenar la formación de radicales libres y prevenir
o tratar las enfermedades antes mencionadas y que son causadas
por el estrés oxidativo.
Los
Antioxidantes
Dentro de los antioxidantes destacan del grupo los compuestos
fenólicos, una familia grande de nutracéuticos que
posee propiedades de beneficio en la salud que van desde la inhibición
de la propagación del cáncer, prevención
de aterioesclerosis, embolias, inflamaciones, ataques cardíacos,
entre otras. Para cuantificar la capacidad antioxidante de los
alimentos, recientemente se desarrolló la prueba ORAC (de
las siglas en inglés Oxygen Radical Absorbing Capacity).
Los alimentos con mayor ORAC son la ciruela-pasa, pasas de uva,
zarzamoras, arándalo y ajo. Los antioxidantes han recibido
atención a través de la evidencia científica
existente sobre el beneficio del consumo moderado del vino tinto,
debido a su alto contenido de antocianinas y procianidinas, compuestos
que ejercen protección al sistema cardiovascular. Además
de la uva, estos compuestos se encuentran también en la
flor de jamaica, fresas, maíz morado, y la mayoría
de las frutas rojas. Dentro de esta misma familia de compuestos
también tenemos a los flavonoides, que han sido asociados
con la prevención de cáncer de colon, mismos que
pueden encontrarse en los cítricos, frutas amarillas y
especias, entre otras fuentes.
Otro importante grupo de antioxidantes son los carotenos, que
son también conocidos como fuentes de vitamina A y colorantes
naturales. Entre los carotenos más importantes destaca
la luteína que está siendo adicionada a cereales
de desayuno y suplementos nutrimentales con el propósito
de prevenir la degradación macular, una de las principales
causas de ceguera asociada con la edad (Fullmer and Shao, 2001).
Así mismo, el licopeno y las xantófilas están
sustituyendo a los colorantes artificiales en pastas de tomate,
jugos y productos cárnicos con el propósito de prevenir
ciertos tipos de cáncer. Hoy en día, los licopenos
se consideran como uno de los compuestos con más reconocida
capacidad anticancerígena de próstata. Interesantemente,
el procesamiento térmico de los alimentos incrementa significativamente
la bioactividad de los licopenos. Las fuentes ricas de carotenos
son la zanahoria, chile, tomate, maíz amarillo y algunas
flores. También los carototenos se pueden producir biotecnológicamente
mediante el cultivo de microrganismos que expresan altas cantidades
de estos antioxidantes.
Recientemente, mediante ingenería genética se desarrolló
al denominado arroz dorado o rico en B carotenos, con el objetivo
de abatir la ceguera endémica en las zonas subdesarrolladas
del continente Asiático (Nash, 2000). Investigadores suizos
lograron introducir al genoma del arroz genes productores de beta
caroteno o provitamina A procedentes de una flor. Los genes se
introdujeron mediante el uso de Erwinia uredovora. Los genes productores
de B carotenos y promotores fueron insertados en plásmidos
que ocurren dentro de la bacteria Agrobacterium tumefaciens que
fueron cultivados in vitro junto con embriones de este cereal.
Las plantas transgénicas resultantes se cruzaron mediante
fitomejoramiento tradicional con arroces altamente productores
y adaptados a diferentes regiones para de esta manera obtener
un arroz con alto contenido de provitamina A. El consumo de este
arroz puede potencialmente beneficiar a cuando menos un millón
de niños que mueren anualmente por debilidad y carencia
de vitamina A y a 350 mil más que desarrollan ceguera permanente.
Existen tres vitaminas que poseen actividad antioxidante: A, E
y C. La vitamina A o retinol es considerada la vitamina liposoluble
más importante en salud humana. El cuerpo humano tiene
la capacidad de transformar a una mólecula de B caroteno
en dos unidades de retinol. Está demostrado científicamente
que la ingesta de este nutriente previene la ceguera nocturna
y permanente, cáncer y enfermedades cardiovasculares y,
adicionalmente, refuerza al sistema inmunológico.
La vitamina E o tocoferoles son potentes antioxidantes liposolubles
que protegen la integridad de las membranas celulares. Se encuentran
asociados a fuentes de origen vegetal ricos en aceite. Desafortunadamente,
los aceites comerciales pierden a estos importantes compuestos
durante su refinación por lo que solamente el aceite de
oliva virgen o sin refinar contiene cantidades importantes de
este compuesto. El ácido ascórbico o vitamina C
es conocido por su acción anticancerígena y reforzadora
del sistema inmunológico (resfriados e infecciones). El
requerimiento diario de vitamina C se ha fijado en 60 mg (aproximadamente
el contenido de una naranja), sin embargo, los niveles en que
el compuesto ejerce su función protectora ante el estrés
oxidativo son superiores a los 500 mg diarios.
Uno
de los compuestos anticancerígenos más efectivos
es el selenio (Se)-metionina obtenido a través del cultivo
de una levadura que incorpora este importante mineral a la proteína.
Es por esta razón que se le denomina “Se orgánico”.
El Se es fundamental para producir una de las enzimas protectoras
antioxidantes más importante de los mamíferos: la
glutatione peroxidasa. Una de las grandes ventajas del Se-metionina
es que no es tóxico como su contraparte inorgánica
(Rayman, 2000). Clark y colaboradores (1996) demostraron que la
suplementación de 200 µg de Se-metionina redujo en
aproximadamente 50% la incidencia de cánceres de pulmón,
próstata y colon. Adicionalmente el Se-metionina previene
enfermedades cardiovasculares, refuerza el sistema inmunológico
y retrasa el avance de enfermedades virosas como el Sida. En el
mercado de Estados Unidos el Se-metionina se puede adquirir a
través de suplementos o de alimentos enriquecidos con este
importante antioxidante. La suplementación de Se-metionina
en la dieta de gallinas ponedoras, puercos y bovinos propician
que estas especies domésticas produzcan huevos, carne y
leche enriquecidos con este importante nutracéutico. Los
compuestos fibrosos son una de las categorías de nutracéuticos
con mayor relevancia en las dietas del mundo moderno. El consumo
de fibra dietética insoluble y soluble presente en granos
integrales, hortalizas y frutas mejoran la función gastrointestinal
y previenen la constipación, hemorroides, diverticulosis
y cáncer de colon. La fibra soluble presente en nopales,
avena y algunas algas marinas previenen la diabetes y enfermedades
cardiovasculares. Algunos tipos de compuestos químicos
extraídos de las fibras solubles como la inulina también
poseen probados efectos terapéuticos para diabéticos
e hipercolesterolémicos.
Las
Grasas
El papel de las grasas y su consumo es quizás lo que más
controversia ha causado en la alimentación del hombre moderno
debido a su clara y probada relación con la obesidad, colesterolemia,
diabetes y esperanza de vida. El consumo de aceites ricos en ácidos
grasos omega 3 y poli-insaturados de cadena larga previenen la
hipercolesterolemia y las enfermedades cardiovasculares. Algunos
ácidos grasos de cadena larga, como el DHA (ácido
docasahexaenoico) y EPA (ácido eicosapentaenoico), encontrados
sólo en aceites de pescado o de algunas algas, forman parte
de las membranas celulares y, por lo tanto, afectan el desarrollo
cerebral en bebés y niños y la función cerebral
en adultos. Igualmente, el consumo de fosfolípidos donde
destaca la lecitina, ayuda a mantener la integridad de las membranas
celulares y previene la hipercolesterolemia.
Alimentos
Probióticos
Una categoría de alimentos funcionales de mucha relevancia
es la de los denominados alimentos probióticos que son
definidos como aquellos que contienen microorganismos vivos y
tienen algún beneficio en la salud debido a que proveen
un equilibrio en la flora intestinal. Estos productos contienen
bacterias de los géneros Bifidobacterium y/o Lactobacillus
o levaduras del género Saccharomyces. Los más utilizados
son, sin lugar a dudas, las bacterias formadoras de ácido
láctico (Tomasik and Tomasik, 2003). Los probióticos
tienen una variedad de efectos positivos en la salud como son
la prevención de diversos cánceres del tracto gastrointestinal,
de nieveles altos de colesterol sanguíneo y, por lo tanto,
tienen probados efectos en contra de los infartos al corazón
y embolias cerebrales. Estos microorganismos son antagonistas
de la gran mayoría de las bacterias patógenas que
causan severos problemas intestinales como diarreas y vómitos.
Los microorganismos para que se les considere probióticos
deben resistir su paso a través del pH acídico del
estómago y su posterior contacto con las sales biliares,
deben adherirse a las células epiteliales del intestino,
deben colonizar y estabilizar a la microflora intestinal.
Lacteos
Dentro de los cuatro distintos grupos de alimentos, los productos
lácteos son los que tienen la mayor cantidad de probióticos.
Hoy en día es relativamente fácil encontrar yogurts,
leches fermentadas o acedas y algunos quesos con probióticos
en el mercado. Los fitoestrógenos o isoflavonas son encontrados
principalmente en el frijol soya. Estos compuestos tienen la capacidad
de ligarse a receptores de hormonas y afectar las rutas metabólicas
de propagación de cánceres hormono-dependientes
como el de mama y próstata. Adicionalmente, se utilizan
actualmente para tratar o atenuar el síndrome posmenopáusico
en mujeres maduras caracterizado por la presentación de
bochornos, cambios de humor y descalcificación de huesos.
Además de los alimentos e ingredientes nutracéuticos
que están avalados por agencias gubernamentales, existe
un gran número de compuestos con potencial nutracéutico
y que están siendo actualmente estudiados alrededor del
mundo. Dentro de éstos se encuentran la colina, los fitoesteroles,
la saponina y el inositol. México, debido a su alta biodiversidad
y gran gama de alimentos autóctonos o tradicionales, puede
ser un importante proveedor de nuevos alimentos nutracéuticos.
Los conquistadores españoles al llegar a Mesoamérica
se encontraron con una gran variedad de nuevos alimentos (diferentes
tipos de maíz, amaranto, aguacate, zapote, hierbas medicinales,
etcétera); algunos fueron gradualmente incorporados a sus
dietas de tal manera que hoy se consideran como alimentos universales.
Sin embargo, muchos productos típicos son todavía
desconocidos y únicamente explotados por diversos grupos
étnicos del país por lo que representan una oportunidad
importante como nuevas fuentes de aditivos nutracéuticos.
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