Influencia de la matriz alimentaria y el procesado en la estabilidad, bioaccesibilidad y metabolismo de compuestos fenólicos naturales en un modelo dinámico de digestión gastrointestinal y fermentación colónica

Resumen

En la actualidad, la industria alimentaria busca desarrollar nuevos alimentos o ingredientes funcionales con alto contenido en compuestos fenólicos que aporten propiedades beneficiosas para la salud más allá del valor nutricional. Entre los compuestos fenólicos destacan los flavonoides como la quercetina y sus derivados por sus importantes propiedades saludables, encontrándose en vegetales muy consumidos como la cebolla y manzana. Los beneficios de la ingesta de productos derivados de manzana también pueden estar relacionados con otros compuestos fenólicos como ácidos hidroxicinámicos, flavan-3-oles y dihidrochalconas. Sin embargo, el beneficio para la salud de estos alimentos ricos en compuestos fenólicos depende de distintos factores, entre ellos el tipo de vegetal, el procesado, la bioaccesibilidad y el metabolismo por la microbiota. El objetivo principal fue evaluar el efecto de la matriz vegetal y el procesado por altas presiones hidrostáticas (APH) sobre la estabilidad, bioaccesibilidad y metabolismo de compuestos fenólicos de manzana y cebolla empleando un modelo dinámico in vitro de digestión gastrointestinal y fermentación colónica. Las APH permitieron incrementar la extracción de compuestos fenólicos, si bien este efecto fue más dependiente de la matriz vegetal (manzana o cebolla) que de la intensidad del tratamiento. El efecto de un mismo tratamiento APH sobre manzanas 'Golden Delicious' fue diferente dependiendo de la zona geográfica de cultivo. Seleccionados los tratamientos por APH que mejores resultados dieron en términos de extracción de compuestos fenólicos, se obtuvieron dos ingredientes en polvo, uno de manzana y otro de cebolla, que se sometieron a un proceso in vitro de digestión gastrointestinal dinámico con el fin de estudiar su estabilidad y bioaccesibilidad. El efecto positivo de las APH incrementando la extracción de flavonoles se reflejó en una mayor estabilidad de los mismos durante las fases de la digestión, pero no en su bioaccesibilidad. La naturaleza química de los compuestos fenólicos influyó en la bioaccesibilidad, siendo los ácidos hidroxicinámicos los que presentaron la bioaccesibilidad más alta, seguidos de las dihidrochalconas y flavonoles mientras que los flavan-3-oles no fueron bioaccesibles. El modelo dinámico in vitro de digestión gastrointestinal y fermentación colónica mostró la acumulación de compuestos fenólicos no bioaccesibles, fundamentalmente en colon ascendente, durante una ingesta de los ingredientes de manzana-APH y cebolla-APH. Los compuestos no bioaccesibles fueron transformados por la microbiota en distintos metabolitos fenólicos (derivados de los ácidos benzoico, fenilacético, fenilpropiónico y fenilvalérico), algunos con importantes actividades antiinflamatorias y cardioprotectoras. Las tres regiones del colon mostraron una composición específica de metabolitos para cada ingrediente según el análisis metabolómico. A su vez, el efecto beneficioso sobre la microbiota de los compuestos fenólicos de ambos ingredientes y de sus metabolitos, se reflejó en el incremento de los niveles de Bifidobacterium spp. y Lactobacillus spp., y la disminución de microorganismos coliformes totales y del género Clostridium spp., siendo estos efectos más significativos con el ingrediente de cebolla-APH. La fermentación colónica de ambos ingredientes dio lugar a la formación y acumulación de ácidos grasos de cadena corta como ácido butírico, acético y propiónico. Los resultados indican que para el diseño de nuevos alimentos e ingredientes potencialmente funcionales es importante seleccionar la matriz alimentaria inicial y las variables del procesado más adecuadas para potenciar la liberación de los compuestos fenólicos durante la digestión gastrointestinal y su bioaccesibilidad, así como la bioconversión de los compuestos no bioaccesibles en el colon con el fin de incrementar la formación selectiva de determinados metabolitos en función de los efectos biológicos que se quieren potenciar.