Nanoemulsiones y sistemas cárnicos: explorando nuevos caminos que ayuden a reducir la deficiencia de vitamina D
Aunque es bien sabido que la vitamina D es un micronutriente esencial para absorber el calcio y que coadyuva a que los huesos se mantengan sanos y fuertes, esta vitamina también forma parte de otros procesos importantes que ayudan a que el organismo se mantenga en condiciones óptimas. Por ejemplo, la vitamina D se ha relacionado con un buen funcionamiento del sistema inmunitario, con el metabolismo de algunos minerales como el fósforo, con la transmisión de señales entre el cerebro y los músculos e, incluso, con la salud mental. Sin embargo, la deficiencia de esta vitamina es un problema que afecta a una gran parte de la población en el mundo. Aunado a esto, es común observar que las personas afectadas por esta deficiencia no suelen ser conscientes de ello, hasta que se manifiestan enfermedades relacionadas, como las óseas y las de la salud inmunitaria, entre otras.
Para comprender mejor las causas de esta problemática, es importante saber que la mayor parte de la vitamina D es producida por el propio organismo, ya que nuestro cuerpo es capaz de generarla cuando la piel se expone al sol. No obstante, factores como el nivel de pigmentación de la piel, el uso de bloqueadores solares o pasar mucho tiempo en interiores, pueden interferir con la producción de esta vitamina. Por esta razón, y tomando en cuenta que los alimentos naturalmente ricos en vitamina D (como el salmón, atún, yemas de huevo e hígado) son escasos, costosos o poco accesibles, se ha optado por la adición de esta vitamina en otro tipo de alimentos.
No obstante, hay muy poca variedad de alimentos adicionados con vitamina D. Los más comunes son los lácteos y los cereales de desayuno, lo que es una limitante para las y los consumidores, que por alguna razón no pueden consumir o acceder a este tipo de productos. Por ello, ha surgido la necesidad de investigar la incorporación de esta vitamina en otros alimentos para facilitar el acceso a una mayor ingesta de vitamina D en la población. De esta forma, un equipo de investigación de la Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Animal (CTAOA) del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD) se dio a la tarea de explorar el potencial de sistemas cárnicos para ser adicionados con vitamina D.
Bioaccesibilidad y nanoemulsiones
Uno de los mayores retos de incorporar vitamina D en alimentos es la alta sensibilidad que tiene este micronutriente a factores como el calor, la luz, el oxígeno y el pH. Estos factores pueden degradar la vitamina durante el procesamiento, cocción y digestión de los alimentos. Después de la digestión, una parte o fracción de los nutrientes se libera del alimento que los contiene y queda disponible para su absorción y aprovechamiento, lo cual se conoce como bioaccesibilidad. Esto es de gran importancia para determinar la mejor estrategia de adición y la cantidad del compuesto que debería contener el alimento; es decir: el cómo y el cuánto adicionar.
Para enfrentar los retos que supone la adición de vitamina D en los alimentos, las y los investigadores del CIAD optaron por utilizar sistemas llamados “nanoemulsiones”, que son partículas muy pequeñas de aceite suspendidas en agua. La vitamina D se disuelve en grasa, por lo que se consideró que estos pequeños glóbulos de aceite podrían ser capaces de contener y proteger la vitamina incorporada en los sistemas cárnicos estudiados, los cuales fueron de pollo y de res. Además, tomando en cuenta que el consumo de productos cárnicos suele percibirse de forma negativa, principalmente por su contenido de grasas saturadas, se optó por sustituir estas grasas con un aceite vegetal rico en grasas insaturadas. De esta forma, para obtener un producto cárnico más saludable, se incorporó 0, 5 o 10% de aceite de cártamo como fuente de grasas insaturadas con potenciales beneficios a la salud.
Formación de geles
Después de someter los sistemas a una digestión simulada, se observó que los sistemas de pollo promovieron una mayor bioaccesibilidad de la vitamina D nanoencapsulada (entre el 31 y el 42%), mientras que los sistemas de res tuvieron una bioaccesibilidad de entre el 15 y el 18% (figura 1). Curiosamente, también se observó que una mayor cantidad de aceite de cártamo en los sistemas de pollo aumentaba la bioaccesibilidad de la vitamina D, mientras que, en los sistemas de res, adicionar el aceite no tuvo ningún efecto significativo; es decir, no afectó la cantidad de vitamina D que se liberó del alimento para su absorción en el intestino.
Figura 1. Bioaccesibilidad de vitamina D3 incorporada en sistemas de pollo y res, con 0, 5 o 10% de aceite de cártamo. Los resultados están expresados en porcentaje y representan el promedio ± DE de los datos (n = 3). Barras con distinta literal indican diferencias (p < 0.05).
Estos resultados representan un nuevo enfoque para la adición de vitamina D en alimentos de gran popularidad como los productos cárnicos. Además, se explora una importante área de oportunidad para que la industria cárnica pueda generar productos más saludables y accesibles que ayuden a mitigar la deficiencia de vitamina D. De esta forma, se da un importante paso hacia la creación de nuevos alimentos que promuevan una mejor salud para todos. Asimismo, el conocimiento generado ayuda a orientar la dirección de futuras investigaciones hacia la solución de las problemáticas más urgentes y relevantes que interfieren con el bienestar de la sociedad.
Extracción de vitamina D para inyección a HPLC
Referencias
Bourges-D., H, Flores, M., Solomons, N., Eggersdorfer, M. y Gallagher, C. (2018). La vitamina D, nutrimento clave para la salud humana, y su estado general en la población mexicana. Salud Pública de México, 60(4): 375-376.
Clark, P., Vivanco-Muñoz, N., Piña, J. T., Rivas-Ruiz, R., Huitrón, G., Chico-Barba, G., y Reza- Albarrán, A. A. 2015. High prevalence of hypovitaminosis D in Mexicans aged 14 years and older and its correlation with parathyroid hormone. Archives of osteoporosis. 10: 1-6.
Elizondo-Montemayor, L., Castillo-C., E., Rodríguez-López, C., Villarreal-Calderón, J. R., Gómez- Carmona, M., Tenorio-Martínez, S., Nieblas, B. y García-Rivas, G. (2017). Seasonal variation in vitamin D in Association with age, inflammatory cytokines, anthropometric parameters, and lifestyle factors in older adults. Hindawi. 1-14.
García-Fernández, E. y Luca, B. (2012). Patología de la vitamina D. Medicine. Programa de formación Médica Continuada Acreditado, 11(16): 961-970.
Grønborg, I. M., Tetens, I., Ege, M., Christensen, T., Andersen, E. W. y Andersen, R. (2019). Modelling of adequate and safe vitamin D intake in Danish women using different fortification and supplementation scenarios to inform fortification policies. European journal of nutrition, 58: 227-232.
Kang, Z. L., Xie, J. J., Li, Y. P., Song, W. J. y Ma, H. J. (2023). Effects of pre-emulsified safflower oil with magnetic field modified soy 11S globulin on the gel, rheological, and sensory properties of reduced-animal fat pork batter. Meat Science, 198.
Leiva, C., Borzutzky, A., Le Roy, C. y Rojas, L. 2020. Deficiencia de vitamina D: propuesta de un modelo chileno para una política nacional de fortificación alimentaria. Centro de Políticas Públicas, (124): 3-18.
Liu, Q., Huang, H., Chen, H., Lin, J. y Wang, Q. (2019). Food-grade nanoemulsions: preparation, stability and application in encapsulation of bioactive compounds. Molecules, 24(23): 4242.
Maurya, V. K., Bashir, K. y Aggarwal, M. (2020). Vitamin D microencapsulation and fortification: trends and technologies. The Journal of steroid biochemistry and molecular biology 196: 105489.
Moulas, A. N. y Vaiou, M. (2018). Vitamin D fortification of foods and prospective health outcomes. Journal of biotechnology, 285: 91-101.
Ritu, G. y Gupta, A. (2014). Fortification of foods with vitamin D in India. Nutrients, 6(9): 3601-3623.
Rivera, D., Riquelme, N. y Arancibia, C. (2020). Nanoemulsiones para la fortificación de alimentos. Contribuciones Científicas y Tecnológicas, 45(2): 7-20.
Rodríguez-Rodríguez, E., Aparicio, A., Sánchez-Rodríguez, P., Lorenzo-Mora, A. M., López-Sobaler, A. M., y Ortega, R. M. (2019). Deficiencia en vitamina D de la población española. Importancia del huevo en la mejora nutricional. Nutrición Hospitalaria, 36(3): 3-7.
Tripkovic, L., Wilson, L. R. y Lanham‐New, S. A. (2017). Vitamin D2 vs. vitamin D3: They are not one and the same. Nutrition Bulletin, 42(4): 331-337.
Autoras(es): Yuvitza Alejandra Moreno García, estudiante del Doctorado en Ciencias del CIAD; Martín Valenzuela Melendres y José Luis Dávila Ramírez, investigadores de la CTAOA del CIAD; Orlando Tortoledo Ortiz, investigador de la Coordinación de Nutrición del CIAD, y Anna Judith Pérez Báez, coordinadora de investigación del Instituto de Acuacultura del Estado de Sonora.
