Revisión bibliográfica de compuestos fenólicos, su efecto en la salud, métodos de encapsulación y digestión simulada in vitro

Abstract

Hoy en día los consumidores están preocupados de mantener una dieta y un estilo de vida saludable. Así, la demanda de ingredientes en base a compuestos fitoquímicos naturales y que promueven la salud para la formulación de alimentos funcionales han aumentado. Los polifenoles son micronutrientes presentes en plantas y alimentos de origen vegetal. Ellos desempeñan un papel importante en la salud humana debido a sus propiedades antioxidantes relacionándose con menores riesgos de enfermedades crónicas como lo son el cáncer, enfermedades cardiovasculares, inflamación crónica y enfermedades neurodegenerativas. Sin embargo, los polifenoles son inestables a factores ambientales (temperatura, el oxígeno y la luz), a condiciones del alimento donde se encuentran (interacción con ingredientes) y a condiciones adversas en la digestión gastrointestinal cuando son consumidos (pH y enzimas). El objetivo principal de este trabajo fue analizar la literatura en relación a la encapsulación como un método de estabilización de polifenoles, estudiar los métodos de encapsulación utilizados enfatizando en secado por atomización y analizar los estudios de digestión simulada in vitro de micropartículas de polifenoles. La revisión bibliográfica fue obtenida mediante la base de datos de Biblioteca/Universidad de Chile: ISI-Web of Science utilizando las palabas claves “polyphenols microencapsulation”, “polyphenols microencapsulation + spray drying” y “polyphenols microencapsulation + spray drying + in vitro digestion”. Se seleccionaron artículos de los últimos 5 años (2017-2021) hasta junio del 2021, que consideran Food Science and Technology. Al buscar las palabras claves “polyphenols microencapsulation” se encontraron 133 artículos, donde los métodos de encapsulación más utilizados fueron el secado por atomización (spray drying) y la liofilización (freeze dying) con un 50,7% y 20,9% de uso respectivamente. En cuanto a la búsqueda de “polyphenols microencapsulation + spray drying” de los 70 artículos encontrados el 38,7% utilizó maltodextrina como agente encapsulante, 20,7% utilizó goma arábiga y 6,3% utilizó almidón normal o modificado como agente encapsulante. Además, las variables independientes más estudiadas fueron la temperatura del aire de entrada y la concentración del agente encapsulante, y las variables dependientes más estudiadas fueron el contenido total de polifenoles, la actividad antioxidante y el rendimiento de la encapsulación. Dentro de los estudios encontrados mediante “polyphenols microencapsulation + spray drying + in vitro digestion” (13 artículos) se reportaron 2 condiciones gastrointestinales (pH y pH + enzimas + sales), donde se siguieron los polifenoles totales, y/o los polifenoles individuales. Por último, dentro de los 133 artículos encontrados mediante “polyphenols microencapsulation” se seleccionaron y estudiaron aquellos que incorporaron micropartículas de polifenoles en productos alimentarios, obteniendo 28 artículos, de los cuales 12 utilizaron secado por atomización como método de encapsulación. Sin embargo, sólo uno estudió la liberación de los compuestos fenólicos desde las micropartículas presentes en el alimento en la digestión in vitro simulada, lo que indica que faltan estudios en esta materia para determinar cuánto de estos compuestos fenólicos son liberados y absorbidos en un sitio específico, y así poder desarrollar alimentos saludables con un efecto beneficioso para la salud

Today consumers are concerned with maintaining a healthy diet and lifestyle. Thus, the demand for ingredients based on natural and health-promoting phytochemicals for the formulation of functional foods has increased. Polyphenols are micronutrients occurring in fruits, vegetables and plant-based foods. They play an essential role in human health due to their antioxidant properties, associated with lower risks of chronic diseases such as cancer, cardiovascular diseases, chronic inflammation and neurodegenerative diseases. However, polyphenols are unstable to environmental factors (temperature, oxygen and light), food conditions (interaction with ingredients) and digestion conditions (pH and enzymes). The main objective of this work was to analyze the literature about encapsulation as a polyphenol stabilization method, considering the encapsulation methods of polyphenols emphasizing spray drying and the digestion in vitro of encapsulated polyphenols. The bibliographic review was obtained through the Library/University of Chile database: ISI-Web of Science using the keywords "polyphenols microencapsulation", "polyphenols microencapsulation + spray drying" and "polyphenols microencapsulation + spray drying + in vitro digestion". Articles were selected from the last 5 years (2017-2021) until June 2021, considering Food Science and Technology. The search was conducted using “polyphenols microencapsulation” as a keyword (133 articles), where spray drying and lyophilization (freeze-drying) were the most used encapsulation methods with 50.7% and 20.9%, respectively. Regarding the search for “polyphenols microencapsulation + spray drying”, 70 articles were found, of which 38.7% used maltodextrin, 20.7% used Arabic gum, and 6.3% used starch or modified starch. In addition, the most studied independent variables were the inlet air temperature, the content of the encapsulating agent, and the most studied dependent variables were the total polyphenol content, antioxidant activity and encapsulation performance. The search using "polyphenols microencapsulation + spray drying + in vitro digestion" gave 13 articles. In these studies, digestion in vitro was performed (pH and pH + enzymes + salts), following either total polyphenols or individual polyphenols. Finally, among the total articles "microencapsulation polyphenols" (133), those that incorporated polyphenol microparticles in food matrixes were 28 articles, of which 12 articles used spray drying as an encapsulation method. However, only one study analyzed the release of phenolic compounds from microparticles in simulated in vitro digestion, indicating that studies in this area are scarce; however, they are necessary to develop healthy foods with a beneficial effect on health