VII CURSO INTERNACIONAL DE ACTUALIZACIÓN EN NUTRICIÓN PRINCIPIOS BIOACTIVOS DE LA LECHE Superintendente de Calidad División Alimentos CORPORACIÓN GLORIA
PRINCIPIOS BIOACTIVOS DE LA LECHE Introducción Leche. Definición y composición Compuestos bioactivos. Definición Compuestos bioactivos en la leche Conclusiones
INTRODUCCIÓN Estudios y evidencias científicas demuestran cada vez más que: Los hábitos alimentarios saludables, junto con un buen estilo de vida Son claves en la disminución del riesgo de dolencias y en la promoción de la calidad de vida.
INTRODUCCIÓN Ciertos alimentos contienen componentes bioactivos que, además de su función nutricional básica, propician efectos benéficos para la salud. La Leche y los productos lácteos, más allá del aspecto nutricional, son fuente importante de compuestos con actividad biológica. La leche contiene elementos nutritivos, da protección inmunológica y suministra sustancias biológicas activas tanto a neonatos como a adultos.
Leche: Definición y composición
Qué es la Leche? Es una secreción de las glándulas mamarias de las hembras de los mamíferos. Es el primer y mas completo alimento para las crías de los mamíferos. Rico en: proteínas, carbohidratos, grasa, vitaminas y minerales. Se constituye en un excelente alimento para los humanos de todas las edades.
LECHE. Principales componentes X(100ml) Componente Humano Vaca Cabra Agua (%) 87.00 86.90 87.00 Energía (kcal) 69.00 66.00 71.00 Proteínas (g) 1.00 4,0-5,6 2,9-5,6 Grasa (g) 3.80 3,6-5,2 2,4-7,8 Carbohidratos (g) 7.10 4,7-5,1 4-6,3 Lactosa (g) 7.00 4,8-5,0 4,0-6,3 Calcio (mg) 28.00 120.00 130.00 Fósforo (mg) 14.00 100.00 110.00 Fierro (mg) 0.07 0.05 0.04 Vitamina A (mg) 60.00 35.00 40.00 Vitamina B2 (mg) 0.03 0.15 0.15 Acido nicotínico (mg) 0.22 0.08 0.19 Vitamina C (mg) 3.70 1.50 1.50 Vitamina D (µg) 0.02 0.03 0.06 Fuente: RIEL, R. Composición y estructura físico-química de la leche, 1991. Citado por Tetrapack
Definición de Compuestos Bioactivos
Compuestos Bioactivos: definición Son compuestos químicos que ejercen un efecto beneficioso para alguna función corporal del individuo, produciendo una mejora en su salud y bienestar o reduciendo un riesgo de enfermedad. Se trata de constituyentes extranutricionales, presentes normalmente en pequeñas cantidades en los alimentos, que tienen una actividad biológica dentro del organismo. Se les encuentra principalmente en: Alimentos de origen vegetal Alimentos con alto contenido lipídico y La leche.
Compuestos bioactivos en la leche
Compuestos bioactivos en la leche Componentes grasos de la leche : ácidos grasos. Componentes Proteicos de la leche: Aminoácidos que liberan péptidos Componentes menores: micronutrientes Todos ellos con características bioactivas y con efectos benéficos sobre: La Digestión El Crecimiento La Resistencia a enfermedades El Desarrollo de órganos específicos La Inmunidad, etc
Componentes Grasos de la Leche Ingrediente funcional Ácido gamma-amino butírico Antihipertensivo Función u objetivo Ácido butírico Ácidos grasos Omega-3 (Solo el Acido linoleico y el Acido a - linoleico se encuentran en la leche de vaca) Ácido linoleico conjugado Eliminación de células cancerosas en el colon Previenen enfermedades coronarias y paros cardiacos Desarrollo de la retina y el cerebro en la primera infancia Prevención de desordenes autoinmunes Prevención de la enfermedad de Crohn Prevención de cáncer de pecho, colon y próstata Regulación de la hipertensión Prevención de artritis reumatoide Ausencia en la dieta puede causar deficiencia neurológica y/o visual Inhibición de cáncer Inhibición de aterosclerosis Mejoramiento del sistema inmunológico Antimutagénico
Componentes Grasos de la leche Ingrediente funcional Esfingolípidos de la membrana Productos metabólicos de triglicéridos y fosfolípidos Ácidos grasos de cadena corta Fosfolípidos Fosfolípidos en suero de mantequilla Función u objetivo Relacionado con la regulación del comportamiento celular. Control del cáncer de colon Reducción del colesterol LDL (Lipoproteínas de baja densidad) Aumento de las HDL (Lipoproteínas de alta densidad) Actividades antimicrobiana y antiviral Prevención de colonización de patógenos enterogénicos Efecto de protección contra ulceración gástrica Defensa contra listeria
Micronutrientes de la leche Vitamina A Rol central en procesos biológicos como: la visión, el crecimiento y desarrollo, la inmunidad y la reproducción. Esencial para el recién nacido, protegiendo el epitelio y actuando como un agente de enlace entre lípidos y proteínas dentro de la bicapa lipídica. Rol importante en la morfogénesis, diferenciación y proliferación de la glándula mamaria mediante la interacción de factores de crecimiento.
Micronutrientes de la leche Carotenoides Consisten básicamente de - trans-betacaroteno (75-90%), - luteina, - zeaxantina y - betacryptoxantina. Son precursores de Vitamina A y componentes de la red antioxidante. También están involucrados en la comunicación celular, función inmune y fertilidad. También parecen inhibir ciertas enzimas regulatorias involucradas en carcinogenesis, lo que explicaría sus propiedades anticancerígenas.
Vitamina E Micronutrientes de la leche Se ha reportado su presencia en leche de vaca como 92% de alfa-tocoferol y un 5% como gamma-tocoferol y alfatocotrienol. Previene el daño en los tejidos ocasionado por la presencia de radicales libres y por lo tanto evita o retrasa el desarrollo de condiciones inflamatorias y degenerativas. La vitamina E bovina posee poderosas propiedades neuroprotectoras, antioxidantes, anticancerígenas e inhibitorias del desarrollo de colesterol.
Micronutrientes de la leche Vitamina D Tiene baja concentración en la leche de vaca, por lo que es normalmente fortificada con dicha vitamina. Esta vitamina ha sido reportada como beneficiosa a la mineralización de los huesos.
Proteínas de la leche Son conocidas por tener propiedades funcionales y biológicas. Estas propiedades son parcialmente atribuidas a los péptidos bioactivos codificados en las diferentes proteínas de la leche. Los péptidos bioactivos, son inactivos dentro de la secuencia de la proteína intacta y pueden ser liberados: - Por acción de enzimas proteolíticas nativas de la leche. - Por enzimas de bacterias ácido lácticas o de fuentes exógenas, durante la digestión gastrointestinal - Durante el procesamiento del alimento.
Formación de compuestos péptidos bioactivos
Proteínas de la leche Las principales fracciones proteicas del suero de la leche de vaca incluyen: - a-lactalbúmina (α-la), - b-lactoglobulina (β-lg), - caseínas (CN), - inmunoglobulinas (Ig), - lactoferrina (LF), - fracciones de péptido-proteosa (estables al calor), - fosfoglicoproteínas (solubles en ácido), - y proteínas séricas menores tales como: transferrina y albúmina sérica.
Proteínas de la leche Muchos de los péptidos bioactivos son muy poderosos. Aún pequeñas cantidades, nutricionalmente insignificantes, pueden ser suficientes para ejercer efectos fisiológicos. Los péptidos digeridos después de la proteólisis intestinal, probablemente no pierdan sus propiedades bioactivas después de la absorción, esto puede producir efectos locales sobre la región gastrointestinal después de la mucosa absorbente, o bien pueden entrar al torrente sanguíneo alcanzando los órganos vecinos.
Proteínas de la leche Los péptidos derivados de las proteínas caseinicas y séricas han demostrado poseer varias propiedades bioactivas como lo son: - Opioide, - Antihipertensiva, - Antimicrobial, - Antioxidante - Hipocolesterolémica - Inmunomodulatoria, - Transporte de minerales y - Antitrombótica. Todos estos péptidos constituyen compuestos promotores de la salud que pueden prevenir determinadas enfermedades o reducir el riesgo de padecerlas.
Péptidos Opioides Proteínas de la leche Los péptidos opioides típicos son conocidos como endógenos y son derivados de encefalinas, endorfinas y dinorfinas. Los efectos fisiológicos de estos péptidos dependen del tipo de receptor: los receptores m están vinculados al control de la motilidad intestinal y comportamiento emocional, los receptores d, al control del comportamiento emocional y los receptores k están relacionados con analgesia y saciedad. Los péptidos opioides atípicos derivados de las proteínas de la leche, son exógenos; pudiendo presentar actividad agonista o antagonista.
Proteínas de la leche Péptidos con acción antihipertensiva Los péptidos antihipertensivos inhiben la enzima convertidora de angiotensina (ECA) (peptidildipeptido hidrolasa). La ECA es una enzima multifuncional que esta localizada en diferentes tejidos (plasma, pulmón, riñón, corazón, músculo esquelético, páncreas, cerebro). Esta enzima puede incrementar la presión sanguínea al convertir angiotensina I (decapéptido) en un potente vasoconstrictor, angiotensina II (octapéptido).
Proteínas de la leche Péptidos con actividad antimicrobiana Como un complemento al sistema de defensa contra enfermedades e infecciones bacterianas y vírales. Estas incluyen: Lactoperoxidasa, Lisozima, Lactoferrina y Lactoferricina. Su acción antimicrobial puede ser obtenida tanto en la glándula mamaria como en el tracto gastrointestinal de los lactantes.
Proteínas de la leche Péptidos con actividad antioxidante Los compuestos oxidantes se producen constantemente y pueden generar daños en proteínas, lípidos o ADN. Este daño ha sido relacionado con el desarrollo de diversas enfermedades y con el envejecimiento. Los péptidos antioxidantes pueden limitar este daño oxidativo, tanto en alimentos (usándolos como antioxidantes naturales), como proteger frente a la oxidación a las células del organismo cuando sean ingeridos en la dieta.
Proteínas de la leche Péptidos con actividad hipocolesterolémica Disminuyen la absorción del colesterol por el organismo. El colesterol para ser absorbido tiene que ser primero solubilizado en las micelas compuestas por sales bíliares y otros lípidos. Los péptidos hipocolesterolémicos compiten con el colesterol por un sitio en estas micelas. De esta forma, en presencia de estos péptidos, menos moléculas de colesterol se incorporarán a las micelas y por tanto la absorción de colesterol por el organismo será menor.
Proteínas de la leche Peptidos inmunomoduladores Los péptidos inmunomoduladores presentes en la leche afectan al sistema inmune y a la respuesta de proliferación de células. Los péptidos inmunomoduladores obtenidos de β- y α s1 - CN y α-la aumentan la fagocitosis y modulan la proliferación y diferenciación de linfocitos. LF intacta o su péptido N-terminal también modula la blastogénesis o diferenciación de linfocitos. Las hormonas, factores de crecimiento y citocinas encontrados en la leche también son importantes en la inmunomodulación y QF. desarrollo Jose Llamosas Corrales inmune.
Proteínas de la leche Péptidos transportadores de calcio (caseinofosfopéptidos) La caseína contiene fosfato que está unido covalentemente vía uniones monoester a los residuos de serina.. Estos caseinofosfopéptidos (CPPs) son liberados por proteólisis, la presencia de múltiples residuos de fosfatos los convierten en buenos agentes quelantes de calcio. Los CPPs juegan un papel determinante en la absorción de calcio en el intestino delgado y su presencia en la cavidad oral promueve la remineralización del esmalte de los dientes.
Proteínas de la leche Péptidos antitrombóticos Los péptidos antitrombóticos, las casoplatelinas, son derivadas de la parte C-terminal (caseinoglicomacropéptido) de la κ-caseina, inhibiendo la agregación de las plaquetas y reduciendo los riesgos de formación de trombos. Esto es debido a la similitud en la estructura y funcionalidad del dodecapéptido presente en el fibrinógeno humano y el undecapéptido de la κ-caseina de bovino. A nivel molecular, la coagulación de la sangre y de la leche muestra gran similitud. En la leche el mecanismo de coagulación es definido por la interacción de k-caseina con quimosina y el proceso de coagulación de la sangre, es definido por la interacción de fibrinógeno con trombina.
Proteínas de la leche Formación de péptidos bioactivos por Bacterias Acido Lácticas (BAL) En el tracto intestinal, las enzimas digestivas endógenas y las proteasas liberadas por microorganismos colonizadores del intestino, pueden degradar oligopéptidos permitiendo una posible formación de péptidos con bioactividades específicas. Una vez liberados en el intestino, estos péptidos pueden actuar localmente o pasar a través de la pared intestinal a la circulación sanguínea y alcanzar los órganos, con la subsiguiente regulación fisiológica.
Proteínas de la leche Formación de péptidos bioactivos por Bacterias Acido Lácticas (BAL) Las BAL son conocidas por poseer una variedad de enzimas altamente proteolíticas capaces de utilizar las proteínas como una fuente de nitrógeno para garantizar la obtención de péptidos bioactivos durante la fermentación. Las BAL son utilizadas en la salud humana ya que su ingestión puede proteger contra varias infecciones virales estimulando al sistema inmune. Ha sido mostrado que estas actúan en la prevención de cáncer de colón. Las BAL son capaces de liberar péptidos de β-caseina con actividad inmunomodulatoria. Los cultivos iniciadores de bacterias ácido lácticas fueron capaces de producir péptidos con actividad inhibitoria de la enzima convertidora de angiotensina (ECA).
Proteínas de la leche Caseína Precursor α, β -Caseína Proteína o péptido bioactivo Casokininas (ACE-1) Péptido Glutámico Péptido FM Fosfopéptidos Casomorfinas Casokininas Inmunopéptidos Caseinofosfopéptidos Usos y/o propiedades Incrementa el flujo sanguíneo hacia el epitelio intestinal. Da mantenimiento al sistema inmunológico, regula el desdoblamiento proteico y el remplazo de glucógeno. Inhibe el depósito de grasa dietética y altera el metabolismo de los lípidos. Facilita la absorción de calcio, hierro y zinc. Agonistas opioide. Disminuye la movilidad gástrica, la taza de digestión y la taza del desalojo gástrico. Incrementa la respuesta inmune y la actividad fagocítica Inhibición de la ACE Inmunoestimulante. Transportadores de minerales. Mejora la absorción de Ca y Fe Previene la caries dental. Mejora la biodisponibilidad de los minerales
Proteínas de la leche Precursor Proteína o péptido bioactivo Usos y/o propiedades αs1-caseína αs1-caseína-exorfina Agonista opioide. αs1-casokinina-5 Actividad de inhibición de la ACE. αs1-casokinina-7 Actividad de inhibición de la ACE. αs1-casokinina-6 Inhibición de la ACE e inmunomodulador. α1-caseinofosfato Absorción mineral. α1 1-Caseinofosfato Absorción mineral. Isracidin Antimicrobial β-caseína β-caseína Promotor de la inmunoglobulina β-casomorfina-5 Agonista opioide β-casokinina-7 Actividad de inhibición de la ACE. β-casokinina-10 β-casokinina-10 Inhibición de la ACE e inmunomodulador. β-caseína Inmunomodulador (fragmento) β-caseinofosfato Absorción mineral
Proteínas de la leche k -Caseína Precursor Proteína o péptido bioactivo k -Caseína Casoxinas Casoxina A Casoxina B Casoxina C Glicomacropéptido k -Caseína (fragmento) Casoplatelinas Usos y/o propiedades Incrementa el crecimiento de bífidobacterias en el tracto gastrointestinal (GI). Antagonistas opioide. Antagonista opioide. Antagonista opioide. Antagonista opioide. Funciones digestiva. Incrementa el crecimiento de bífidobacterias en el GI. Dieta especial para fenilcetonúricos. Prevención de caries dental y gingivitis. Prevención de la adhesión de E. coli a células. Inhibición de la transformación de linfocitos. Actúa contra algunos virus. Prevención de algunas diarreas. Actividad antitrombótica. Antimicrobial
Proteínas de la leche Precursor Proteínas del suero α -Lactalbúmina β- Lactoglobulina Proteína o péptido bioactivo Proteosa-peptonas α -Lactorfina α -Lactoalbúmina (fragmento) Lactokininas β-lactorfina Lactokininas Usos y/o propiedades Anti-carcinogénico, inmunoestimulatorio, longevidad del organismo e hipocolesterolémico. Reducción de la incidencia de cáncer de pecho Opioide. Anti-carcinogénico. Agonista opioide. Inmunomodulador. Inhibición de la ACE Función digestiva. Agonista opioide e inhibidor ACE Agonista opioide. Inhibición de la ACE
Proteínas de la leche Precursor Sero-albúmina bovina Proteína o péptido bioactivo Serorfina Lactokininas Lactoferrina (Lf) Lactoferricina Péptidos de Lf Nterminales+ Usos y/o propiedades Agonista opioide. Anticáncer y promotor de inmunidad. Inhibición de la ACE Antimicrobial. Transporte y regulación del hierro Inmunoestimulador Anti-inflamatorio Crecimiento y proliferación celular Anticarcinogénico. Promotor de flora intestinal benéfica. Inhibición de bacterias hierrodependientes. Disminución de ataques virales e infección celular. Incrementa la respuesta inmunológica hacia RBC ovino. Incrementa el desarrollo de células T-ayudantes (CD4+). Incrementa la actividad de destrucción celular natural. Incrementa la destrucción celular activado por Linfokina. Disminuye el Factor- α de Necrosis Tumoral (TNF-α). Incrementa los Interleukines-6 (IL-6). Incrementa el crecimiento de bífidobacterias en el GI. Antagonista opioide. Antimicrobial. Incrementa la respuesta inmunehumoral. Disminuye la respuesta inflamatoria a endotoxinas bacteriales. Bactericida, eliminando enteropatógenos Gram +/-.
Proteínas de la leche Precursor Proteína o péptido bioactivo Usos y/o propiedades Inmunoglobulinas IgG, IgA Inmunidad pasiva a enfermedades bacteriales y virales. Anticáncer y promotor de inmunidad. Anticuerpos contra diarrea y disturbios gastrointestinales (rotavirus y enterotoxigénicos de E coli). Lactoperoxidasa Antibacterial. Anticaries. Promueve la flora intestinal benéfica y los efectos probióticos. Factores de crecimiento (GF) Varias enzimas GF-1 parecido a la insulina, GF-α de transformación, GF epidérmico, GFβ de transformación Crecimiento y diferenciación celular, protección y reparación de células intestinales, y reparación de heridas. Estimula el crecimiento celular en mamíferos. Indicadores de salud.
Proteínas de la leche Precursor Proteína o péptido bioactivo Usos y/o propiedades Péptido de leche Péptido de leche Incrementa del desarrollo lactotropico en la pituitaria del lactante. Péptido PTHrP Incrementa el metabolismo y la absorción del Calcio relacionado a la hormona de la paratiroides (PTHrP) Prosaposina Prosaposina Incrementa del desarrollo neurológico Citoquinas LI-1, LI-2, LI-6, LI- 10, TNF-α, IFN-γ, TGF-α, TGF-β, PGE2, PGFII, Incrementa el transito linfocítico y desarrolla el sistema inmunológico. Motiva el crecimiento y diferenciación de células epiteliales. Leucotrieno B4 Prolactina Prolactina Incrementa el transito timocitico y desarrolla el sistema inmunológico. Glicolípidos Glicolípidos Disminuye el ataque de bacterias y virus a células epiteliales intestinales (receptores señuelo). Disminuye la colonización bacterial y las infecciones Lisozima virales. Antimicrobial
Conclusión La leche y derivados lácteos contienen numerosos compuestos que determinan funciones fisiológicas importantes y modulan diferentes procesos regulatorios. Los compuestos bioactivos en productos lácteos y derivados ofrecen un gran potencial para el desarrollo de alimentos funcionales.
MUCHAS GRACIAS!