Nuevos modelos de digestión in vitro para el desarrollo de alimentos funcionales

El sector alimentario se afana en el desarrollo de nuevos productos en respuesta a la demanda del mercado. En este camino se topa con un problema importante: el desconocimiento sobre cómo se comportarán en el cuerpo humano los nuevos compuestos bioactivos presentes en los nuevos productos. En la actualidad existen métodos de digestión in vitro estáticos capaces de simular los procesos de digestión gastrointestinal, pero dichos métodos presentan algunas limitaciones.

Para soslayar las dificultades y anticipar el comportamiento de nuevos alimentos en el cuerpo de la forma más precisa posible, los investigadores trabajan en el desarrollo de nuevos modelos dinámicos in vitro de digestión gastrointestinal, métodos de digestión más sofisticados capaces de simular con más precisión la asimilación de dichos compuestos bioactivos por el organismo.

Casi la mitad de los españoles (el 45% según el estudio anual ‘Nielsen 360’ presentado en el mes de febrero del 2017) quiere llenar su cesta de la compra con productos más saludables. De hecho, las ventas de alimentos funcionales movieron en Europa cerca de 38 billones de euros el año pasado, según datos de Euromonitor. Es un mercado que avanza de forma global e imparable. De otro lado, tanto los usuarios finales como las autoridades sanitarias demandan fármacos cada vez más eficientes porque su prescripción e inclusión en Salud Pública se realiza atendiendo a la mejor relación entre coste y eficacia.

En respuesta a estas demandas, en la Comunitat Valenciana, unas 300 empresas pymes y cerca de 20 laboratorios farmacéuticos se esmeran en desarrollar, por un lado, productos o ingredientes funcionales que además de satisfacer las necesidades nutricionales básicas sean capaces de proporcionar beneficios para la salud o de reducir el riesgo de sufrir ciertas patologías. Para garantizar los potenciales efectos beneficiosos sobre la salud de estos nuevos alimentos, también para minimizar riesgos y costes en sus desarrollos y acortar los tiempos de lanzamiento al mercado, la industria alimentaria trata de anticipar cómo se comportarán exactamente en el organismo, pero las previsiones no siempre son tan precisas como sería deseable.

Existen distintos métodos in vitro que simulan la digestión gastrointestinal y que se emplean para llevar a cabo los estudios in vitro del perfil de disolución, bioaccesibilidad o biodisponibilidad de compuestos bioactivos presentes en alimentos: los métodos de digestión estáticos y dinámicos.

Los métodos de digestión estáticos in vitro no son capaces de reproducir fielmente las condiciones fisiológicas del proceso digestivo humano. Por el contrario, los modelos dinámicos in vitro de digestión gastrointestinal son capaces de reproducir de un modo más próximo el proceso de digestión in vivo, con lo que permiten predecir de un modo más aproximado el perfil de disolución y la bioaccesibilidad de los compuestos bioactivos en alimentos y fármacos. Sin embargo, los modelos de digestión dinámica in vitro existentes en la actualidad no tienen integrado en su diseño ciertos aspectos que se han mostrado como relevantes durante el proceso de la digestión, debido a lo cual, presentan ciertas limitaciones en sus capacidades. Los aspectos más relevantes que no integran en su totalidad estos modelos dinámicos son: la digestión y absorción intestinal diferenciada en las tres partes que componen el intestino, la morfología del estómago o las hidrodinámicas relativas a los contenidos gastrointestinales.

Por todo ello, estos modelos no son capaces aún de proporcionar una solución integral para la predicción del perfil de disolución y bioaccesibilidad de todas las formulaciones posibles en alimentos y fármacos, y se hace necesario el desarrollo de nuevos modelos que integren todos los aspectos relevantes identificados a día de hoy.

En esta línea, Ainia está diseñando uno de estos digestores dinámicos in vitro en el marco de un proyecto IVACE cofinanciado por los Fondos Feder de la Unión Europea (UE). El nuevo equipo sumará prestaciones y aplicaciones al equipo de digestión disponible en Ainia (‘Digestor Dinámico in vitro’), cuya utilidad está ampliamente validada en el sector alimentario.

En la actualidad, en Ainia está disponible el Digestor Dinámico in vitro (diseñado y desarrollado en el centro tecnológico). Dicho equipo se ha utilizado en más de 20 proyectos de investigación públicos y privados. En este sentido, el digestor se ha empleado para mejorar la biodisponibilidad del hierro en panes enriquecidos a través de técnicas de microencapsulación, tecnología en la que Ainia es especialista. Este uso del digestor se ha enmarcado en el proyecto europeo BAKE4FUN (‘Soluciones biotecnológicas innovadoras para la producción de nuevos productos de panadería funcionales’) en el que participaron Ainia, Emilio Peña, S.A. (EPSA), empresa referente en el sector de los aditivos, la española Indespan y otras pymes europeas, así como universidades y centros tecnológicos de diferentes países de la UE.

También en el sector agroalimentario, el Digestor Dinámico in vitro se ha empleado en la realización de estudios de bioaccesibilidad y de resistencia gastrointestinal de los compuestos bioactivos presentes en los complementos nutricionales desarrollados por el laboratorio Labinderb, especializado en el desarrollo y la fabricación a terceros de complementos alimenticios y asociado a Ainia. En este caso, Labinderb ha desarrollado una nueva generación de complementos alimenticios empleando matrices bioactivas de origen frutal.