DESARROLLO DE UNA AVENA CON FITOESTEROLES

Karla BONILLA, Cristina GIRALDO, Nathalie MELO, Nancy OSORIO

JUSTIFICACIÓN

En la actualidad se puede observar la preocupación alrededor del mundo por proteger la salud, esto se ve reflejado en la búsqueda de alimentos que, además de sus nutrientes naturales, aporten beneficios para las funciones fisiológicas del organismo humano, de esta manera es como surgen los alimentos funcionales: productos alimenticios capaces de mantener o mejorar nuestro estado de salud.

Es por ello que hemos decidido elaborar una avena con fitoesteroles; un alimento funcional que puede disminuir el colesterol ya que reduce la absorción del colesterol malo en los intestinos, y disminuye la esterificación del colesterol a nivel celular, además estimula la salida del colesterol desde la célula hacia el intestino, aumentando de esta forma su excreción1 y podría actuar en la prevención del cáncer.

OBJETIVO GENERAL

11 http://www.abajarcolesterol.com/fitoesteroles-para-tratar-la-hipercolesterolemia/

Elaborar una avena enriquecida con fitoesteroles como una alternativa alimentaria que contribuya a los consumidores a mejorar la salud y reducir el riesgo de enfermedades CARDIOVASCULARES.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Realizar búsqueda bibliográfica que permita conocer el comportamiento

de los fitoesteroles en una bebida láctea.

- Formular una avena asegurando que el aporte de fitoesteroles permita

tener beneficios a la salud del consumidor.

- Analizar la estabilidad de los fitoesteroles en una bebida láctea.

- Realizar análisis de proteína y grasa a la avena, para conocer su calidad

nutricional.

MARCO TEÓRICO

La avena es una bebida láctea obtenida a partir de leche fresca líquida con adición de avena en hojuelas con una mezcla de ingredientes como azúcar, CMC, leche en polvo y fitoesteroles.2

Contiene aminoácidos esenciales para el desarrollo físico,  ayuda a eliminar el

colesterol malo (LDL) y estimulan al hígado a producir más lecitina que ayuda a

depurar compuestos pesados del organismo. Posee carbohidratos de

absorción lenta, lo cual permite un efecto de saciedad más prolongado y un

mayor control de los niveles de azúcar en la sangre, siendo este cereal muy

recomendado para los diabéticos. El contenido de fibra insoluble, la

avena facilita el transito intestinal, evitando el estreñimiento. Contiene más

proteínas que cualquier otro cereal, lo cual es muy beneficioso para la

producción y desarrollo de tejido nuevo en el organismo. Es una buena fuente

de grasas insaturadas omega 6, lo que ayuda a disminuir el colesterol malo

(LDL).

2 A. Valenzuela. Laboratorio de Lípidos y Antioxidantes; INTA Universidad de Chile. Publicación original NESTLE-NUTRICION

FITOESTEROLES

Estos son esteroles de origen vegetal cuya estructura química es parecida a la del colesterol. Se conocen entonces según el anillo lactónico dos grandes clases de cardiotónicos.

EFECTOS FISIOLÓGICOS DE LOS FITOESTEROLES

La literatura científica describe diversos efectos fisiológicos de los fitoesteroles y los fitoestanoles. Se les atribuyen propiedades antiinflamatorias, antitumorales, bactericidas y fungicidas

Sin embargo, el efecto mejor caracterizado científicamente, es el hipocolesterolemiante, tanto respecto del colesterol total como del colesterol-LDL. En efecto, ya en 1950 se realiza la primera observación que demostró que el consume habitual de fitoesteroles como componentes de la alimentación, ejerce un considerable efecto hipocolesterolemiante. La evidencia experimental del efecto es contundente y está sustentada por abundantes estudios en ratas y en seres humanos. Estudios recientes han demostrado que el consume de productos enriquecidos con fitoesteroles, tales como leche, yogurt o margarinas, produce disminuciones del colesterol circulante de 10% en promedio y de 8% para el colesterol-LDL, en individuos moderadamente hipercolesterolemicos (220-240 mg/dL colesterol), sin que resulten afectados ni el colesterol-HDL, ni el nivel de triglicéridos. El consume promedio de fitoesteroles en estos estudios fue de 1,5 a 3,0 g/día.

LOS FITOESTEROLES COMO AGENTES NUTRACEUTICOS

El efecto hipocolesterolemiante de los fitoesteroles y sus derivados hidrogenados ha motivado iniciativas orientadas al desarrollo de productos enriquecidos con estos compuestos vegetales. En 1995 una empresa finlandesa desarrollo una margarina liviana enriquecida con un fitoestanol, la que produjo impacto en la población, primero en Finlandia y posteriormente en toda Europa. El fitoestanol es obtenido a partir de la hidrogenación controlada de una óleoresina obtenida de pulpa de pino. Los estudios nutricionales realizados con productos adicionados de fitoestanoles han demostrado su eficacia para disminuir el colesterol sanguíneo en individuos levemente hipercolesterolemicos, sin que se altere el nivel de colesterol-HDL y de los triglicéridos plasmáticos. El licenciamiento de los fitoesteroles y fitoestanoles a diferentes empresas europeas ha permitido la aparición en el mercado de diferentes productos que los contienen (leches fluidas y en polvo, yogurt, jugos).3

3 http://www.nutriguia.com.uy/boletines/octubre07/nestle/ocutbre.pdf

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En la actualidad hay una creciente demanda por alimentos que no sólo aporten nutricionalmente sino también que cumplan una función específica como mejorar la salud o reducir el riesgo de contraer enfermedades, para lograr este objetivo, se le incorporan componentes biológicamente activos como minerales, vitaminas, ácidos grasos, fibra alimenticia o antioxidantes.

En Colombia los alimentos funcionales son aún un mercado incipiente con grandes posibilidades de crecimiento, según GNPD4, esto indica que aún se tiene un amplio camino por recorrer, que existe un sin número de posibilidades para la generación de alimentos funcionales innovadores, para ello se debe tener claridad sobre las barreras, oportunidades y responsabilidades por afrontar para que en un futuro cercano, la canasta básica, además de satisfacer necesidades fisiológicas, mejore también el estado de salud.

Debilidades.

- Falta de conocimiento en los profesionales para desarrollar o innovar en el campo alimentario.

4 Tablas 6, 7 y 8), datos desde Enero 2007 - Marzo 2009. (Fuente: GNPD-MINTEL).  

- Falta de métodos de análisis en laboratorios certificados, para medir la estabilidad e interacción de los nutrientes en el alimento y para demostrar que efectivamente el ingrediente funcional es biodisponible. 

- Los productos funcionales suelen tener un costo superior a los productos comunes.

Oportunidades.

-Todos los alimentos que tienen matrices saludables pueden convertirse en alimentos funcionales.

- Apoyo por parte de la universidad para el desarrollo de éste tipo de producto, por medio de laboratorios, materias primas y personal capacitado para asesorar el proyecto.

- Entidades como el ICBF, requieren alimentos de alto valor nutricional, para contribuir al mejoramiento de la alimentación infantil.

-Creación de nueva línea de investigación en la universidad, o fortalecimiento de una ya existente.

Fortalezas.

-La Universidad de Antioquia cuenta con profesores de gran experiencia, que servirán de apoyo para la elaboración de un excelente producto.

-Gracias a que Colombia cuenta con una gran variedad de climas, el cultivo de la avena (Entre 2000 y 3000 m) sería de fácil manejo.

- El gran contenido nutricional de la avena, ya que se considera uno de los cereales más completos. Gracias a su contenido de proteína, lípidos y Fibra.5

-Apoyo en la universidad de Antioquia a proyectos de investigación encaminados a mejorar la calidad de vida.

Amenazas

-Menores precios de los productos que no aportan ningún componente extra, o valor agregado.

PRIMER ENSAYO

5 http://www.zonadiet.com/alimentacion/l-avena.htm

Se realizó un primer ensayo con varias formulaciones de avena, para analizar qué muestra tenía mayor estabilidad.

Con la primera formulación no se logró una avena consistente, por lo cual se procedió a realizar un segundo y tercer ensayo para estandarizar dicha formulación.

Después elaborar la avena con la tercera formulación (Cuadro1), se obtuvo un producto estable, no hubo separación de fases y su vida útil fue de 8 días en refrigeración.

Para éste último ensayo se sacaron 2 muestras, una con fitoesteroles y una sin fitoesteroles; esto con el fin de hacer un análisis comparativo a través del tiempo, donde se evaluaron aspectos como: Textura, sabor, color, olor y estabilidad.

Cuadro 1

Ingrediente Cantidad

Leche líquida 1 L

Azúcar 375 g

Canela en astilla 4 g

Clavos 4 g

Esencia de Canela

2.5 g

Avena en polvo 125 g

Fécula de maíz 93.7 g

Almidón agrio 93.7 g

Fitoesteroles 1 g

FLUJOGRAMA

CONCLUSIONES Y ANÁLISIS DE RESULTADOSPRIMER ENSAYO

Tabla de contenido nutricional

Información Nutricional/Nutrion Facts

Tamaño por porción 200mlPorciones por envase/ Servings for container: 1Grasa total (GBS) 4.6287 %Proteína 16.4989 %Ingredientes: Leche líquida, Azúcar, avena en polvo, fécula de maíz, almidón agrio de yuca, canela en astillas, clavos, fitoesteroles.

Etiqueta

1.

Comparativo con avenas del mercado

Tabla comparativaAvena % Grasa % ProteínaLos Alpes 4.6 16.54

Alpina 6 8Colanta 6 10

ANÁLISIS DE GRASA BRUTA Y PROTEÍNA

1. Determinación grasa bruta

Principio: extracción de la grasa de la muestra previamente desecada, por medio de hexano o éter de petróleo. Eliminación del disolvente por evaporación, desecación del residuo y posterior pesada, previo enfriamiento.

Materiales y Equipo:

Extractor Soxhlet, Dedales o papel de filtro, Estufa eléctrica.Desecador provisto de un desecante eficaz (sílica gel con indicador). Balanza analítica. Placa calefactora.Rotaevaporador.Balón de 500ml.

Reactivos Éter de petróleo 40- 60°C p.a.Gel de sílice con indicador g.r. (Si es necesario secarla a 105°C) N - hexano p.a.

DATOS

Referencia Peso

Muestra inicial 4.0897 g

Vaso 78.9505 g

Vaso + grasa 79.1398

Cálculos

Resultado expresado en porcentaje de peso de grasa bruta en base Seca

% Grasa Base Seca ( % GBS) = P’- P x 100

Pi

P = Peso en g del balón. P’ = Peso en g del matraz con la muestra.Pi = Peso en g de la muestra.

% Grasa Base Seca ( % GBS) = 79.1398 - 78.9505 x 100

4.0897

% Grasa Base Seca ( % GBS) = 4.6287

2. Determinación de Proteína (Determinación de nitrógeno total Método Microkjeldhal)

Principio: Ataque del producto por ácido sulfúrico 96%, catalizado con cobre II sulfato y selenio, en el cual se transforma el nitrógeno orgánico en iones amonio, que en medio fuertemente básico, permite la destilación del amoníaco, que es recogido sobre ácido bórico. La posterior valoración con ácido clorhídrico permite el cálculo de la cantidad inicialmente presente de nitrógeno en la muestra.

Equipos y materiales Digestor y destilador BüchiBureta con divisiones de 0,1 Balanza analítica Manta calefactora Probetas de 50 mlMatraces de Kjeldhal Embudos de tallo largo Erlemneyer de 200 ml.

ReactivosÁcido bórico solución al 4% grÁcido clorhídrico 0,1 N svÁcido sulfúrico 96% p.a.Agua destilada p.a.Alcohol etílico 96%v/v p.aAzul de metileno Solución al 0,1% en agua. Cobre II sulfato 5-hidratoIndicador mixto: se puede preparar disolviendo 2 g de rojo de metilo y 0,1g de azul de metileno. Este indicador vira de violeta a verde a pH 5,4. Conservarlo en frasco topacio.Piedra pómez 4-8 mmPotasio sulfatoRojo de metiloSelenio metal en polvoSodio hidróxido 97% lentejas para preparar solución al 40%

DATOS

Cálculos

% N total = 0,014 N (V1 - V2) X 100

P

PM N = 14g/mol, N = normalidad del titulante, V1= Vol muestra,

Muestra Peso Vol. de Hcl gastados

Blanco ----- 1 ml

1 0.1431 g 3 ml

2 0.1367 g 2.9 ml

3 0.1528 g 3 ml

V2 = Vol blanco,P = Peso de la muestra.

Para calcular la cantidad de proteína cruda, multiplicar % de proteína por uno de los siguientes factores, según le corresponda.

Factores para la conversión de N a proteína.

Proteína en general: 6,25 Cebada, centeno, avena: 5,83

Leche y productos lácteos: 6,38 Trigo candeal: 5,83

Productos de la soya: 5,77 Almendras: 5,18

Harina de trigo: 5,70 Cacahuete: 5,46

Arroz: 5,95 Gelatina: 5,55

% N total = 0,014 * 0.1 (3 –0.1) x 100

0.1431

% N total= 2.83

% Proteína = % N* F

% Proteína = 2.83 * 5.83

% Proteína= 16.54

CONCLUSIONES Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

Se realizaron 4 ensayos para lograr una avena estable, el último ensayo

presentó mejor comportamiento y a este se le practicaron pruebas de proteína

y GBS (grasa en base seca), para comparar con las avenas del mercado donde

se encontró en cuanto a grasa, que no hay una diferencia significativa; mientras

que en proteína se tiene un valor más alto; esto último debido a que tienen

mayor adición de ingredientes que aportan valor proteico (leche, avena) que las

avenas del mercado.

El producto cumple con las especificaciones de la NTC 5246 en valores de

grasa y proteína mínimos (1.4 y 1.5% respectivamente).

Se obtuvo un producto de buena estabilidad evidenciada en las características

sensoriales analizadas durante el tiempo de almacenamiento, lo cual indica un

buen proceso de elaboración y por lo tanto unas condiciones apropiadas para

la adaptación del metabolito.

Aunque se cumplió con el objetivo principal del trabajo que era elaborar la

avena con fitoesteroles y analizar su estabilidad, este no fue experimentado en

seres vivos para medir la efectividad del metabolito en el organismo, ya que

para esto se requiere el aval del comité de biótica de la Universidad de

Antioquia.

El fitoesterol utilizado fue grado alimenticio, proporcionado por una empresa del

sector. No se indicó el tipo de fitoesterol ni de que género de planta fue

extraído, por lo anterior no se sabe el grado de absorción en el organismo.(Y.

Liang Chien 2010).

Según la FDA “Los productos alimenticios que contienen al menos 0.4 gramos de

fitoesteroles se deben consumir 2 veces al día, como parte de una dieta baja en

grasas saturadas y colesterol, pueden reducir el riesgo de enfermedades del

corazón”.esto indica que esta avena se puede consumir 1 vez al dia, ya que el

consumidor puede ingerir en la dieta otros productos con contenido de fitoesteroles.

BIBLIOGRAFÍA

1. R. EngelT, H. Schubert . Formulation of phytosterols in emulsions for increased dose response in functional foods. Innovative Food Science and Emerging Technologies 6 (2005) 233– 237.

2. J. Polagruto, J. Wang, M. Braun, L. Lee, C. Kwik, C. Keen. Cocoa Flavanol-Enriched Snack Bars Containing Phytosterols Effectively Lower Total and Low-Density Lipoprotein Cholesterol Levels. Current Research

3. S. Gonçalves, A. Vasco, A. Silva-Herdadea, J. Martins e Silva, C. Saldanha. Milk enriched with phytosterols reduces plasma cholesterol levels in healthy and hypercholesterolemic subjects. Nutrition Research 27 (2007) 200– 205.

4. Y. Liang Chien, L. Yi Wu, T. Cheng Lee, L. Sun Hwang. Cholesterol-lowering effect of phytosterol-containing lactic-fermented milk powder in hamsters. Food Chemistry 119 (2010) 1121–1126.

5. R. Santos, E. Limas, M. Sousa, M. da Conceiçao, F. Ramos, M. Noronha da Silveira. Optimization of analytical procedures for GC–MS determination of phytosterols and phytostanols in enriched milk and yogurt. Food Chemistry 102 (2007) 113–117.

6. J. Rodrigues, R. P. Torres, J. Mancini-Filho, L. A. Gioielli. Physical and chemical properties of milkfat and phytosterol esters blends. Food Research International 40 (2007) 748–755.

7. http://www.botanical-online.com/avena.htm