Alimentos funcionales

A comienzos del siglo XX el objeto de preocupación de la nutrición era la prevención de deficiencias alimentarias y el aseguramiento del crecimiento corporal. 
Hoy en día el concepto que se impone es el de nutrición óptima. Esta idea implica la optimización de la dieta, en términos de nutrientes y no nutrientes, junto a la intención de utilizar otras propiedades de los alimentos que favorecen el mantenimiento de la salud de las personas. 
Estos cambios han sido impulsados por el envejecimiento de la población de los países más desarrollados y el deseo de mejorar su calidad de vida. En este sentido, la búsqueda de compuestos bioactivos presentes en la dieta que prevengan el desarrollo de enfermedades no transmisibles se considera crucial para abordar este importante problema de salud en todo el mundo. 
Es por esto que, en la actualidad, ha aumentado el interés público en el desarrollo de alimentos funcionales, entendidos como aquellos alimentos que contienen algún componente, nutriente o no, que beneficia un número limitado de funcionalidades en el cuerpo proporcionando bienestar y salud, reduciendo el riesgo a contraer enfermedades. 

Para dar respuesta a estas inquietudes, en las últimas décadas las investigaciones han crecido en torno al descubrimiento y desarrollo de recursos alimentarios capaces de ejercer diversas actividades biológicas, centrando los esfuerzos en la identificación de componentes bioactivos a partir de fuentes naturales comestibles que proporcionan una menor incidencia de efectos adversos. 

Péptidos bioactivos

Dentro del conjunto de componentes alimentarios con actividad fisiológica comprobada se encuentran los péptidos bioactivos. Estos péptidos son fragmentos específicos de proteínas alimentarias que se encuentran inactivos dentro de la secuencia de la proteína original, pero que, una vez liberados, pueden ejercer diversos efectos fisiológicos beneficiosos para la salud. El tipo de péptidos bioactivos generados dependerá de la secuencia primaria de la proteína fuente y de la especificidad de la enzima utilizada para generar dichos péptidos. 

Diversos estudios científicos han demostrado que la hidrólisis de proteínas vegetales empleando proteasas comerciales, los procesos de digestión gastrointestinal simulada (DGS), la fermentación microbiana, entre otras estrategias, han permitido producir una variedad de péptidos biológicamente activos. Además, la digestión gastrointestinal natural puede ser una alternativa de liberación de estos péptidos, los cuales deben ser capaces de resistir luego de la proteólisis completa, de absorberse y también de transportarse a los sitios donde pueden ejercer la actividad fisiológica. 

La explotación óptima de los péptidos bioactivos para la nutrición humana y la salud es un desafío científico y tecnológico, a la vez que ofrece una posibilidad cierta de transferencia al sector comercial. Estos péptidos pueden ser incorporados como ingredientes en nuevos alimentos funcionales o ser utilizados en la formulación de suplementos dietarios. Se han identificado péptidos bioactivos derivados de diversas fuentes alimentarias que han despertado interés debido a sus altas actividades biológicas, su baja toxicidad y la facilidad en que se metabolizan en el cuerpo humano.

El amaranto

Actualmente, hay una tendencia mundial que promueve la utilización de fuentes proteicas no convencionales de origen vegetal, bajo costo y de buena calidad nutricional que permitan satisfacer las necesidades de una población cada vez más numerosa. Esta tendencia abre camino al redescubrimiento de fuentes de proteínas vegetales usadas antiguamente y que por diversos factores de rentabilidad y de mercado fueron olvidadas. La utilización de cultivos alternativos como el amaranto, podría representar una respuesta a estas necesidades. 

El amaranto, originario de América Central, se presenta en la actualidad como uno de los denominados “granos del futuro”. La planta reviste especial interés debido a su potencial agronómico y a la alta calidad nutricional de sus proteínas, que además son libres de gluten. Asimismo, recientes investigaciones han demostrado que las proteínas del grano de amaranto son una excelente fuente de péptidos bioactivos, de modo que el empleo de sus semillas como materia prima para la obtención de ingredientes funcionales lograría no sólo revalorizar este cultivo ancestral, sino que también conseguiría un aumento en su producción a nivel nacional. 

Recorrido hacia el desarrollo de potenciales alimentos funcionales elaborados con amaranto

Los integrantes del Laboratorio de Investigación, Desarrollo e Innovación en Proteínas Alimentarias (LIDiPA), del que formo parte, trabajamos en el campo de la Ciencia y Tecnología de los Alimentos, específicamente en el estudio de las propiedades fisicoquímicas, biológicas y funcionales de proteínas de origen vegetal. Nuestro trabajo con el amaranto se viene realizando desde hace más de dos décadas y durante este período hemos abordado diversos aspectos de este ancestral grano americano. Si bien el LIDiPA cuenta con una amplia trayectoria en el estudio de proteínas de origen vegetal tanto desde el punto de vista fisicoquímico y estructural como funcional, en los últimos años los péptidos bioactivos han sido su principal foco. 

Hemos logrado identificar una gran variedad de péptidos capaces de ejercer efectos benéficos sobre el sistema cardiovascular. Péptidos con actividad antihipertensiva, principalmente con la capacidad para inhibir a las enzimas convertidoras de angiotensina (ECA) y renina, ambas involucradas en la regulación de la presión arterial. Se ha demostrado también la existencia de péptidos antitrombóticos, antioxidantes, antitumorales e inmunomoduladores. Incluso se ha informado acerca de un potencial efecto hipocolesterolémico de las proteínas de amaranto capaces de afectar el metabolismo endógeno del colesterol. 

A partir del año 2009 he iniciado, en el marco de mi tesis doctoral, el estudio de la actividad antitrombótica de péptidos provenientes de amaranto. En una primera instancia abordamos estudios exploratorios in vitro acerca de la actividad de proteínas de amaranto. Las mismas se hidrolizaron empleando diversas estrategias: hidrólisis con proteasas comerciales, liberación de péptidos por activación de una proteasa endógena de la semilla y empleo de enzimas que permiten simular la digestión gastrointestinal, y se estudiaron los efectos que pudieran tener los péptidos liberados sobre la trombina, una enzima involucrada en la vía común de la coagulación. 

En una segunda instancia se realizaron estudios de esta actividad biológica mediante el empleo de cultivos celulares a fin de establecer la capacidad de los péptidos de atravesar el epitelio intestinal. También realizamos ensayos in vivo y ex vivo con animales modelo, en los que confirmamos resultados prometedores sugiriendo que los péptidos provenientes de las proteínas de amaranto están involucrados en la inhibición de la formación de trombos. Finalmente se han desarrollado tres matrices alimentarias, un helado de limón al agua elaborado con aislado proteico de amaranto, unas galletitas formuladas con harina de amaranto, y una bebida vegetal a base de semillas de amaranto, en las cuales se detectó actividad antitrombótica luego de someter a los alimentos al proceso de digestión gastrointestinal simulada, mediante el que se liberaron péptidos potencialmente antitrombóticos.

En este breve relato se visibiliza el arduo camino que se debe transitar para lograr identificar potenciales ingredientes funcionales a partir de recursos alimentarios alternativos, como por ejemplo, las semillas de amaranto. En este largo recorrido se atraviesan distintas instancias de ensayos in vitro, ensayos in vivo con modelos animales, para finalmente, una vez que se haya recogido suficiente evidencia, se aborden los ensayos clínicos que permitan validar la bioactividad en humanos.