Download Alimentos Funcionales (presentación de Power Point)

CATEDRA AGRARIA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN
Facultad de Ciencias Agropecuarias
Departamento de Ingeniería Agrícola y Alimentos
ALIMENTOS FUNCIONALES
Misael Cortés Rodríguez
PhD. Ingeniería de Alimentos
Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín
1
INTRODUCCIÓN
ALIMENTOS
SANOS - SEGURO
ATRIBUTOS ORGANOLEPTICOS
• Tendencia global: alimentos aporten salud y bienestar.
Mejor calidad de vida
• Reto de la industria en el siglo XXI: ÉXITO.
• SINERGÍA: Industria – Universidad – Consumidor
2
ALIMENTOS FUNCIONALES
Un alimento funcional es cualquier alimento natural, transformado
o ingrediente alimentario al cual se le ha incorporado, aumentado,
substituido o eliminado, algún (os) componente (es) que lo hacen
tener un beneficio potencial para la salud tanto física como mental
del individuo y contribuyen en la prevención de ciertas
enfermedades (Cortés M.).
Términos relacionados
Quimiopreventivos
Alimentos de Diseño
Nutracéutico
Fitoquímicos
3
CONCEPTOS EN EL MARCO DE LOS ALIMENTOS
FUNCIONALES
Fortificación
Enriquecimiento
Vitaminización
Proceso de incorporación de CFA a los alimentos,
independiente que estos pueden estar o no presentes
originalmente en el alimento portador.
Proceso de incorporación de CFA a niveles superiores
a los encontrados de forma natural en los alimentos,
esto implica añadir CFA que ya están presentes en el
alimento.
Proceso de incorporación de vitaminas a aquellos
alimentos que representan vehículos ideales, y que no
necesariamente las contienen en su composición
original, por lo que se habla de una fortificación con
vitaminas.
4
CONDICIONES DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES
 Es un alimento a base de ingredientes naturales.
 Es un alimento que debe consumirse como parte de una dieta
diaria.
 Alimentos que al consumirse tienen una particular función en el
cuerpo humano o requisito, tales como:
 Mejoramiento en los mecanismos de defensa biológica.
 Prevención o recuperación de algunas enfermedades especificas.
 Control de las condiciones físicas y mentales.
 Retardo del proceso de envejecimiento
Schneider, 2001
5
¿QUIÉN DEBE Y QUIÉN PUEDE CONSUMIR
ALIMENTOS FUNCIONALES?
LOS ALIMENTOS FUNCIONALES PUEDEN FORMAR
PARTE DE LA DIETA DE CUALQUIER PERSONA.
• Embarazadas y niños
• Estados carenciales
• Intolerancias a determinados alimentos
• Personas mayores.
• Colectivos con riesgos de determinadas enfermedades
Revolución de alimentos: COME TU MEDICINA
6
ANTECEDENTES
LA EVOLUCIÓN NUTRICIONAL  MANTENER BUENA SALUD
“EL ALIMENTO COMO MEDICINA”
Medicina China.................................................Alimentos – Medicina
Fortificación del vino con Hierro....................... Melanphus, 400 d.c
Adición de Yodo a la Sal.....................................Boussingault, 1831
Mitad del siglo XX.............................Época de oro de las vitaminas
Guerras mundiales................................ Programas de fortificación
1980............ enfermedades cardiovasculares, cáncer y obesidad
7
CRITERIOS PARA SELECCIÓN DEL ALIMENTO
PORTADOR
 Conocer gustos y necesidades nutricionales de la población.
 Alimento de consumo regular
 Características organolepticas: control de calidad.
 Estabilidad y la biodisponibilidad de los nutrientes
 No deben sufrir cambios significativos: sabor, aroma u otro.
 Proceso industrial económicamente viable.
 No haber riesgo de toxicidad.
Alimentos fortificados con éxito
Azúcar, sal, carne, cereales, arroz, grasas, aceites, leche y productos lácteos
8
PROPIEDADES DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES
FAVORECER UN ADECUADO CRECIMIENTO Y DESARROLLO.
 Embarazo materno y durante la lactancia y del niño.
 Alimentos enriquecidos:
 Cereales de desayuno: minerales, vitaminas y folátos
 Sal: yodo
 Bebidas: minerales (Ca, Fe, ) y vitaminas (A, C. E, etc.)
 Lácteos y derivados lácteos: vitaminas A, D, Ca, -3. probióticos)
 Formulas infantiles: Nutrientes básicos en la infancia.
9
PROPIEDADES DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES
REGULACIÓN DE LOS PROCESOS METABÓLICOS BÁSICOS

Control de peso /azúcar / triglicéridos plasmáticos

Rendimiento en actividades físicas.
Alimentos de bajo contenido energético (grasas, azúcares)
Alimentos fortificados en -3 o en fibra
Mermeladas con edulcorantes no calóricos, patés y margarinas light,
“Light”  Reducción del valor energético (mínimo del 30%).
Bebidas con sacarina u otros edulcorantes acalóricos
10
SITUACIÓN ACTUAL DE LOS ALIMENTOS
FUNCIONALES
DEFENSA CONTRA EL ESTRÉS OXIDATIVO.
Los antioxidantes previenen o interrumpen las reacciones en
cadena que producen los radicales libres, neutralizándolos por
donación de sus hidrógenos
SUSTANCIAS ANTIOXIDANTES
Vitaminas C, E, Carotenoides, Polifenoles y compuestos de azufre
Minerales: zinc, selenio
11
SITUACIÓN ACTUAL DE LOS ALIMENTOS
FUNCIONALES
SISTEMA CARDIOVASCULAR
Alimentos fortificados con -3 /-6, Vit.C y E, -carotenos y fibra

Los ácidos grasos -3: pescado, aceites de semillas de girasol, maíz, soja,
frutos secos oleaginosos (nueces, almendras).

Contribuyen a  el colesterol y triglicéridos sanguíneos

Disminución de la formación de trombos o coágulos

Disminución de enfermedad cardiovascular
12
SITUACIÓN ACTUAL DE LOS ALIMENTOS
FUNCIONALES
APARATO CIRCULATORIO
Alimentos enriquecidos con fitosteróles.
Alimentos que se les ha incorporado sustancias vegetales similares
al colesterol humano, que contribuyen a reducir los niveles del
llamado "mal colesterol" (LDC) en sangre.
Margarina + fitosteroles - Yogur + fitosteroles.
Aceite + vitamina E + fitosteróles
13
SITUACIÓN ACTUAL DE LOS ALIMENTOS
FUNCIONALES
APARATO DIGESTIVO
PROBIÓTICOS

Microorganismos vivos que, al ser ingeridos en cantidades suficientes, ejercen
un efecto positivo en la salud. Las BAL en el organismo generan en el intestino
grueso ácido láctico y ácidos grasos de cadena corta, que estimulan el
crecimiento de las bifidobacterias, equilibran la flora intestinal y potencian el
sistema de defensas e inmunológico.

Microorganismos Utilizados
 Lactobacillus bulgaricus y acidophillus: Yogurt
 Bifidobacterium, Lactobacillus casei inmunitas: leches fermentadas
L. acidophilus
L. rhamnosus
S. cerevisiae
E. faecium
14
SITUACIÓN ACTUAL DE LOS ALIMENTOS
FUNCIONALES.
Turquía
Suiza
Suecia
Republica Eslovaca
Republica checa
Reino Unido
Portugal
Polonia
Países Bajos
Nueva Zelandía
Noruega
Méjico
País
Japón
Italia
Islandia
Irlanda
Hungria
Grecia
Francia
Finlandia
USA
España
Dinamarca
Corea
Canadá
Bélgica
Austria
Australia
Alemania
0
90000
180000
Gastos I+D (US$ Millones))
270000
16
MARCO LEGISLATIVO DE LOS ALIMENTOS
FUNCIONALES
Con el espectacular aumento que el mercado ha experimentado en la
comercialización alimentos fortificados, se hace cada vez más
necesario un marco legislativo que proteja a los consumidores de las
atribuciones de propiedades falsas o confusas
JAPÓN
USA
COMUNIDAD EUROPEA
17
MARCO LEGISLATIVO DE LOS ALIMENTOS
FUNCIONALES
JAPÓN
SISTEMA FOSHU
(Alimentos para uso específico de salud)
Ley de mejora de la nutrición, ley No. 248, Julio 31 de 1952,
enmendada por la ley No 101 de 24 de mayo de 1995 y por la nueva
ley de regulación de mejora nutricional según ordenanza ministerial
No. 41, de julio de 1991, enmendada por la ordenanza ministerial No.
33 de mayo 25 de 1996)
(Japanese Ministry of health and Welfare, 2000)
18
MARCO LEGISLATIVO DE LOS ALIMENTOS
FUNCIONALES
USA

A partir de 1993 se permite que se aleguen propiedades "que reducen
el riesgo de padecer enfermedades" en ciertos alimentos.

Autorización de declaración de beneficio es regulado por la FDA,
siempre que existan evidencias científicas públicamente disponibles
que demuestren la validez de la relación descrita en esa declaración.
Organismos Científicos Federales
 Institutos Nacionales de la Salud.
 Centros para la Prevención y el Control de Enfermedades
Academia Nacional de las Ciencias.
19
MARCO LEGISLATIVO DE LOS ALIMENTOS
FUNCIONALES
COMUNIDAD EUROPEA
 En la actualidad no existe una legislación armonizada sobre las
alegaciones de salud, y por lo tanto las cuestiones relativas a dichas
alegaciones se resuelven a nivel nacional .
 La legislación europea relativa al etiquetado prohíbe atribuir a los
alimentos propiedades preventivas, terapéuticas o curativas, y la
referencia a dichas propiedades.
OBJETIVO
Unificación un marco regulador en los estados miembros de la
Unión Europea (UE)
20
INGREDIENTES FUNCIONALES
 Fibras alimentarías.
 Oligosacaridos.
 Alcoholes derivados de azucares.
 Ácidos grasos poliinsaturados.
 Péptidos y proteínas.
 Glucósidos, isoprenoides y vitaminas.
 Colinas (lecitinas).
 Alcoholes y Fenoles.
 Bacterias de ácido láctico.
 Minerales y otros.
21
L. acidophilus S. cerevisiae
E. faecium
L. rhamnosus
MERCADO DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES
JAPÓN
1998  126 Productos FOSHU
2000  174 Productos FOSHU  US $ 2 Billones
1000 PRODUCTOS MÁS SIN APROBACIÓN FOSHU
AÑO
PAÍS
VENTAS
ESTIMADO
2002
USA
USA
Japón
US $20.200 millones
US$ 16 billones
US $ 11.7 billones.
US $10.5 billones (total)
Inglaterra: US$ 2.6 billones
Alemania: US$ 2.4 billones
Francia (US$ 1.4 billones
Italia: US$ 1.2 billones.
--------------
2003
2004
Unión
Europea
Japón
US$ 33 billones
US$ 26.2 billones
Latinoamérica: crecimiento anual proyectado hasta 2010 del 6%.
22
MERCADO DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES
COLOMBIA
ALPINA
 Desarrollo de YOX: $4000 millones
 Inversiones 2006: US $7 millones desarrollo de su línea de jugos.
 Proyecciones 2007: Inversión de US $6.3 millones: 17 AF.
Categoría
Salsa de tomate
Dulces
Gomas de
mascar
Chocolate de
mesa
Refrescos en
polvo
Margarinas
Café soluble
Chocolatinas
Leche larga vida
Jugos y Néctares
Cereales listos
Pan empacado
3,5
1
Crecimiento de
productos
saludables
(%)
81
23
< 3%
< 3%
Diferencia de
precio frente al
promedio del
mercado
(10 – 20)%
> 30%
5
18
(3 – 7)%
> 30%
5,5
16
(3 – 7)%
> 30%
29
16
(7 – 15)%
(10 – 20)%
2
4
4,5
4,5
-0,7
5,5
4
13
12
10
9
6
3
2
(7 – 15)%
(3 – 7)%
< 3%
> 25%
(7 – 15%
> 25%
(7 – 15)%
(20 – 30)%
> 30%
< 10%
< 10%
(10 – 20)%
< 10%
< 10%
Crecimiento total
de la categoría
(%)
Participación de
saludables frente
al volumen total
Revista Dinero, mayo 2007
23
MÉTODOS DE OBTENCIÓN ALIMENTOS
FUNCIONALES
Alimento
Tradicional
Eliminación
Aumento
Adición
Alimento
Sustitución
Funcional
 Ingeniería genética.
 Mejoras en las técnicas de cultivo y cría
 Incorporación a granel.
 Ingeniería de matrices:Impregnación a vacío
24
INGENIERÍA GENÉTICA
Conjunto de técnicas que posibilitan la transferencia de genes
entre especies diferentes de una forma más rápida que el cruce y
selección
PROCESOS BIOTECNOLÓGICOS  MODIFICACIÓN DEL MATERIAL HEREDITARIO
1) Cambios en las características de tipo agronómico
2) Obtención de vegetales con mejores características de procesado.
3) Aumento del valor biológico de los alimentos.
EJEMPLOS
Arroz con -caroteno y > [Fe]
Soja rica en ácido oleico y pobre en ácidos grasos saturados.
Fresas con  [ácido elágico]
25
MEJORA DE TÉCNICAS DE CRIA Y CULTIVO
PRODUCCIÓN PRIMARIA
CULTIVOS DE VEGETALES O CRIA DE ANIMALES
FINALIDAD

AUMENTAR EL VALOR BIOLÓGICO DE LOS
ALIMENTOS Y PRODUCIR MEJORAS EN LA CALIDAD
EJEMPLOS
Huevos enriquecidos con omega 3.
Leche y carne de vaca con >> ácido linoleico conjugado
(anticancerígeno/ antioxidante)
Carne de cerdo con > resistencia a la oxidación
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INCORPORACIÓN A GRANEL
TÉCNICA MÁS UTILIZADA INDUSTRIALMENTE
FACTORES IMPORTANTES
Pérdidas de los nutrientes  tratamientos térmicos, operaciones
mecánicas, transporte y almacenamiento.
EJEMPLOS
Leche (ω-3, Vitaminas A y D)
Productos lácteos
Mantequilla o queso( vitaminas A, D, E)
Bebidas de frutas o mixtas (minerales, vitaminas y fibras)
27
INGENIERÍA DE MATRICES
La técnica de impregnación a vacío se presenta como una
alternativa de la aplicación en la industria alimentaria para la
producción de nuevos alimentos funcionales por las siguientes
ventajas (Chiralt et al.,1999):
 Cinéticas de transferencia de masa rápidas.
 Mayor ganancia de solutos en tiempos cortos.
 Mejor conservación del color.
 Conservación del sabor y aroma del producto fresco (T, t ).
ALIMENTOS
POROSOS
ALIMENTOS
FUNCIONALES
MEDICINA
28
IMPREGNACIÓN A VACÍO
El proceso de Impregnación a vacío (IV) permite introducir
mediante el mecanismo hidrodinámico (HDM) en en matrices
alimentarias cantidades controladas de una solución con
componentes fisiológicos activos (CFA) en la estructura porosa
de estas.
29
BASES TEÓRICAS DEL MECANISMO HDM
Ecuación de
equilibrio para
el HDM-DRP
Vgo
1
X    (   ) (1  )   1
r
Pi = PC+ Patm
X C1
Vg 1 A
Pi > Pext
Vg 1 B
XV 1
XV
 XC
Sólido
Pi = PC+ P1
Pi = P 2 + P c
Vg 2
Gas
( X   )r   1
e 
r 1
Pvacío 
(X  ) r
e 
(r  1)
Sí  = 0
(X  )r  1
Xr
e 
(r  1)
30
Líquido
IMPREGNACIÓN A VACÍO
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA IV
 Composición del tejido.
 Estructura del tejido (tamaño y distribución de los poros).
 Velocidad de flujo de gas y del líquido durante la acción del HDM.
 Tamaño y forma de la muestra.
CAMBIOS INDUCIDOS POR LA IV
 Cambios en la composición.
 Cambios en propiedades mecánicas y estructurales.
 Cambios en otras propiedades físicas.
 Propiedades ópticas.
 Propiedades térmicas.
 Influencia en los procesos osmóticos.
31
APLICACIONES DE LA IMPREGNACIÓN AL VACÍO
 La incorporación de CFA en las estructuras porosas como frutas,
hortalizas y tubérculos.
 Los procesos de salado de quesos y pescado.
 Los procesos de deshidratación osmótica.
 La incorporación de crioestabilizantes o crioprotectores a frutas.
 Desarrollo de productos a partir de subproducto de la industria
alimentarias: corteza de frutas.
La ingeniería de matrices
Mecanismo efectivo en el desarrollo de nuevos productos
32
MANZANA FORTIFICADA CON VITAMINA E
Manzana fresca
Emulsión base
PC
E
I
I
C
Manzana impregnada
33
Cortés, 2004
MANZANA FORTIFICADA CON VITAMINA E
4ºC
tiempo
días
20ºC
30ºC
CVit.E
%RDC
CVit.E
%RDC
CVit.E
%RDC
0
0.72 ± 0.12
86.0 ± 16.8
0.72 ± 0.12
86.0 ± 16.8
0.72 ± 0.12
86.0 ± 16.8
15
0.71 ± 0.06
85.2 ±7.0
0.64 ± 0.09
75.0 ± 9.1
0.68 ± 0.09
71.5 ± 11.0
30
0.74 ± 0.10
91.2 ± 28.6
0.67 ± 0.16
83.2 ± 23.0
0.55 ± 0.12
64.2 ± 14.7
60
0.65 ± 0.08
73.6 ± 12.7
0.64 ± 0.01
75.8 ± 11.4
0.60 ± 0.06
67.9 ± 8.5
90
0.66 ± 0.06
80.4 ± 6.6
0.63 ± 0.12
75.6 ± 14.8
0.48 ± 0.09
51.7 ± 9.3
180
0.67 ± 0.10
81.4 ± 9.3
0.52 ± 0.13
63.1 ± 16.9
0.45 ± 0.12
53.6 ± 4.9
Cortés, 2004
34
MANZANA CON PROBIÓTICOS
750X
2000X
S. Cerevisiae
7500X
35
Puente, 2003
RECUENTO EN MANZANA PROBIOTICA (UFC /ml)
Recuento (UFC/ml)
Experimento de impregnación a vacío
Experimental
Teórico*
Manzana Granny Smith impregnada con S. cerevisiae
en zumo de manzana
2,8 * 109
6,0 * 109
Manzana Granny Smith impregnada con L. rhamnosus
en leche
1,7 * 108
5,3 * 107
Manzana Granny Smith impregnada con L.rhamnosus
en zumo de manzana
4,5 * 107
3,7 * 107
Manzana Granny Smith impregnada con L.rhamnosus
en mosto de uva
1,98 * 108
1,20 * 108
Manzana Red chief impregnada con L.rhamnosus en
mosto de uva
1,40 * 107
3,45 * 107
Puentes, 2003
36
CORTEZA DE NARANJA ENRIQUECIDA CON -3
Disolución de
Impregnación
%CDR en 100
g de corteza
impregnada
X1
3
3
m /m muestra
X
3
3
m /m muestra
1
3
3
m /m muestra

3
3
m /m muestra

3
3
m /m muestra
Isotónica
-----------
0.10 ± 0.08
0.39 ± 0.05
0.18 ± 0.02
0.16 ± 0.05
0.26 ± 0.01
Emulsión 1
2
0.27 ± 0.18
0.42 ± 0.08
0.16 ± 0.03
0.16 ± 0.08
0.29 ± 0.02
Emulsión 2
20
0.18 ± 0.05
0.26 ± 0.02
0.20 ± 0.03
0.09 ± 0.02
0.19 ± 0.01
Emulsión 3
80
0.20 ± 0.05
0.46 ± 0.19
0.11 ± 0.03
0.20 ± 0.20
0.33 ± 0.01
Emulsión
IV
Corteza impregnada
37
MANZANA ENRIQUECIDA CON Ca y Fe
Disolución
Ca
% IDR
Fe
X
3
m /m muestra
3

3
3
m /m muestra

3
3
m /m muestra
IV
% IDR
Ca
Fe
% IDR
% IDR
1
0
0
0.25 ± 0.01
0.019 ± 0.008
0.225 ± 0.018
0
0
2
0
15
0.26 ± 0.01
0.084 ± 0.011
0.186 ± 0.010
0
21.2
3
0
50
0.21 ± 0.01
0.012 ± 0.002
0.21 ± 0.020
0
54
4
15
0
0.20 ± 0.04
0.040 ± 0.03
0.165 ± 0.010
13.6
0
5
50
0
0.18 ± 0.03
-0.009 ± 0.002
0.180 ± 0.020
46.2
0
6
15
15
0.21 ± 0.02
0.017 ± 0.004
0.202 ± 0.015
17.1
17.1
7
30
30
0.14 ± 0.01
-0.036 ± 0.006
0.187 ± 0.011
23.3
23.3
8
50
50
0.12 ± 0.01
-0.056 ± 0.007
0.183 ± 0.017
29.9
29.9
9
15
15
0.19 ± 0.03
-0.057 ± 0.011
0.186 ± 0.009
1.6
1.6
10
50
50
0.06 ± 0.02
-0.121 ± 0.005
0.187 ± 0.023
15.1
15.1
Betoret, 2001
38
FORTIFICACIÓN DE HONGO COMESTIBLE CON
Ca, Se y Vitamina C
CFA
(mg de CFA / 100 g hongo fresco)
% RDC
Ca
58.9 ± 0.6
7.3
Se
0.0254 ± 0.0001
42.3
Estado
(mg de vit. C / 100 g hongo fresco).
% RDC
Fresco
0.8 ± 0.1
0.10
0 – IV
24.1 ± 0.1
40.2
3 – IV
23.6 ± 0.1
39.4
6 – IV
23.4 ± 0.1
38.9
9 – IV
22.1 ± 0.1
36.9
12 – IV
21.5 ± 0.2
35.9
Cortes, 2006
39
FUTURO DE LOS ALIMENTOS FUNCIONALES
Las principales tendencias para el desarrollo futuro de los
alimentos funcionales están relacionadas con los siguientes
hechos:
 Los cambios en las expectativas y las actitudes de los consumidores.
 El crecimiento del conocimiento sobre la relación dieta - procesos
fisiológicos.
 Los avances en la ciencia y tecnología de los alimentos.
 Los cambios en las políticas reglamentarias.
40
CATEDRA AGRARIA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN
Facultad de Ciencias Agropecuarias
Departamento de Ingeniería Agrícola y Alimentos
MUCHAS GRACIAS
Misael Cortés Rodríguez
PhD. Ingeniería de Alimentos
Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín
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