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Compuestos Bioactivos en Frutas y Hortalizas

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Academic year: 2021

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Compuestos Bioactivos en Frutas y Hortalizas

Carotenoides:

Abundancia, Propiedades y Biodisponiblidad

(2)

 Amplia (>600) familia de compuestos isoprenoides de C40 (8 moléculas de isopreno) con numerosas insaturaciones-potentes ANTIOXIDANTES

 Dos grandes grupos: carotenos (hidrocarbonos) y xantofilas (derivados oxigenados).  Apocarotenoides (<C40): derivados de la fragmentación de carotenoides.

 Se sintetizan en las plantas y en algunas bacterias y hongos.

 Compuestos esenciales en la dieta de los humanos (no los sintetizan).

 Algunos presentan actividad pro-vitamina A y aportan a prevención enfermedades crónicas (cardiovasculares, cáncer, salud de la piel, huesos y visión)

 Alrededor de 40 en las dietas típicas y 20 identificados en la sangre y tejidos humanos.

¿Qué son los carotenoides?

OH HO O H O H OH HO O H O H

(3)

• Actividad pro Vitamina A: b-caroteno, b-criptoxantina • Forman parte del sistema ocular: prevención cataratas • Mantenimiento del epitelio

• Actividad antioxidante

• Homeostasis ósea- estimulación de calcificación de los huesos b-criptoxantina

• Importante papel en la función ecofisiológica (reproductiva, defensa…)

(4)

 Una de las principales funciones de los carotenoides con pro Vit A para la nutrición humana.

 Solamente alrededor de un 10% de los carotenoides conocidos tienen valor como vitamina A.

β-criptoxantina

α-caroteno

β-caroteno

 La condición fundamental para que tengan actividad pro vitamina A es que un anillo b-ionona no sustituido.

(5)

β-Caroteno: (van den Berg et al., 2000, J Sci Food Agric 80:880)

Enfermedades coronarias

Protección de daños por radiación UV en epitelio

Regulación de respuesta a insulina y obesidad (Berry et al., 2011, PNAS 108:4345; Wolf et al., 2010, Nutri.Rev.68:67)

Efecto pro-oxidante (suplementos en altas concentraciones en pacientes con cancer)

Licopeno:

Alta capacidad antioxidante (Clinton, 1998, Nutri. Rev. 56:35)

Enfermedades coronarias (Rao and Rao, 2007, Pharmacol Res. 55:207)

Cáncer próstata (Omoni et al. 2005. Trends food Sci. Tech 16:344) Luteína y Zeaxantina: (Sajilata et al.2008 Rev Food Sci and Food Safety. 7:29)

Degeneración macular y cataratas Mejora del sistema inmune

Protección de los daños por luz UV

OH HO O H O H β-Criptoxantina:

Prevención cáncer (Nishino et al. 2009. ABB 483:165)

Osteoporosis (Yamaguchi et al., 2008. Functional Foods and Health)

Diabetes (Sugiura et al. 2006, BBB, 70:293)

Reducción tejido adiposo (Takayanagi et al., 2011, JAFC 59:12342)

O H

Capsantina y capsorrubina: Eficientes agentes antitumorales.

Astaxantina: Protección ocular Prevención de cáncer.

(6)

CAROTENOIDES EN Frutas y hortalizas: diversidad en composición

Fernandez-Martinez et al. Food Res. International 46: 438–450, (2012)

b- Caroteno a-Caroteno Luteina Zeaxantina b- Criptoxantina violaxantina capsantina b- Caroteno a-Caroteno Fitoeno Licopeno

(7)

Factores que determinan-influyen en el contenido de carotenoides

en frutas y hortalizas

(8)

135-1200 mg/g PF 1-32% Violaxantina; 14-60% Capsantina 80 mg/g PF 44% Violaxantina; 10% Capsantina 12-49 mg/g PF 33-41% Violaxantina 18-23 mg/g PF 25% Violaxantina; 42-61% Luteíma 25-48 mg/ g PF 10-34 mg/ g PF ≈0 mg/ g PF 95% Licopeno 5% b-caroteno 44% prolicopeno 25% fitoeno

(9)

Composición muy diversa en un mismo género-Citrus

Diferencias entre especies, variedades y tejidos

(10)

Factores que determinan-afectan el contenido de carotenoides

en frutas y hortalizas

Factor genético

: asociado a una variedad /cultivar en concreto

Temperatura durante maduración de los frutos ej.

Licopeno

/

β-caroteno

Manejo durante el cultivo: prácticas agronómicas (fertilización, riego)

Luz directa vs. luz difusa u oscuridad

Darkness Light

Outside Inside

(11)

Los grandes olvidados: los carotenos incoloros

Fitoeno-F Fitoflueno -FL Mínimo de 7cdb F-260 µg/g FL-30 µg/g F-18 FL-2,5 µg/g µg/g F-0,6-1,9 µg/g FL-0,5 µg/g F-40 µg/g FL-6 µg/g F- 37 µg/g FL- 12 µg/g Cara Cara Pinalate

Dietary intake unknown

The Luxembourgish daily intakes per person 2.0 mg in the case of phytoene and 0.7 mg in the case of phytofluene. >lycopene(1,8mg) The percentage intake of phytoene +

phytofluene : 16% (2.7 mg) of total carotenoid intake Biehler et al. (2012)

Prevención cáncer: piel, próstata, leucemia, mama y endometrio Evitan oxidación del LDL-

antioxidantes

Protección del daño en la piel: eritema-UV

Metabolismo lipídico-colesterol

Meléndez-Martínez et al. (2015)

Posibles propiedades/efectos en la salud

(12)

Localización a nivel celular

vs

. biodisponibilidad en diferentes alimentos

Estructuras de

acumulación en

los plástidos

Tipo de carotenoide:

estructura, isomerización

cis- trans-, esterificación

Biodisponibilidad

Bio-accesibilidad Absorción intestinal

Transportadores enzimas-microbiota

Matriz (pH, Temp, Textura) Sinergismo-antagonismo Globulares Fibras Membranas Tubulares Cristales Cao et al 2012 Vásquez-Caicedo et al 2006 Nogueira et al 2013 Lado et al 2015 Otros compuestos lipídicos-micelas Procesamiento-cell wall OH HO O H O H OH HO O H O H Rein et al 2013 Bioavailabitly Presencia en tejidos

(13)

McClements et al. 2015

Clasificación de la biodisponibilidad de los compuestos bioactivos

Nutraceutical Bioavailability

Classification Scheme (NuBACS): Classifying Nutraceuticals

According to Factors Limiting their Oral Bioavailability

(14)

Adaptado de Rein et al 2013

Biodisponibilidad:

un largo camino

Bioavailability is a complex process involving several different stages: liberation, absorption, distribution, metabolism and elimination

(15)

Estrategias para aumentar la Biodisponiblidad- bioeficacia (bioeficacy)

Procesamiento Jugos

Pastas Pulpas

Pasta de tomate (isomerización trans- to cis- licopeno) Jugo de naranja- b-criptoxantina 5,3 veces > biod in vitro Contenido en fibra-correlación negativa con biodisponibil

(16)

Rodrigo et al. (2015)

Bio-accesibilidad de los principales carotenoides en pulpa y jugo de naranja

Navel y Cara Cara

17% 38%

18%

(17)

Estrategias para aumentar la Biodisponiblidad- bioeficacia (bioeficacy)

Diseño de sistemas coloidales Micelas vesículas Nanosistemas Nanopartículas Procesamiento Jugos Pastas Pulpas

Emulsificación de carotenoides-microcapsulas, liposomas

Diseño-Estabilidad

Potential Risks-Human studies

Technologies: spray or freeze drying, liposome

entrapment, inclusion complexation,

cocrystallization, nanoencapsulation, encapsulation and emulsion

Pasta de tomate (isomerización trans- to cis- licopeno) Jugo de naranja- b-criptoxantina 5,3 veces > biod in vitro Contenido en fibra-correlación negativa con biodisponibil

Delivery systems

Competition and inhibition of intestinal cell transporters hesperidin – inhibition of ABC transporters

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Referencias

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