Developing novel functional food formulations from natural sources of bioactives: quinoa, amaranth and potatoes

Abstract

[ES] Existe un interés creciente, por parte de la industria alimentaria y los consumidores, por nuevos productos alimenticios cuyas funciones van más allá del rol nutricional y sensorial, teniendo también potenciales beneficios sobre las funciones fisiológicas. Los efectos de estos alimentos funcionales van desde la mejora del bienestar general hasta la reducción del riesgo de algunas enfermedades. En este sentido, una de las principales áreas de investigación en Ciencia y Tecnología de Alimentos está siendo la extracción y caracterización de nuevos ingredientes naturales con actividad biológica que se pueden incorporar a un alimento funcional, contribuyendo al bienestar del consumidor. Estos ingredientes naturales deben extraerse al mismo tiempo de forma sostenible de fuentes naturales, ofrecer características tecnológicas interesantes y proporcionar efectos biológicos positivos. El objetivo de este trabajo es la valorización de alimentos (quinoa, amaranto y patatas pigmentadas) y biorresiduos (piel de patata) como fuentes naturales alternativas de compuestos bioactivos, con potencial para ser empleados en alimentos funcionales por la industria alimentaria. La quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) y el amaranto (Amaranthus cruentus L.) son plantas autóctonas de América Latina a las que los aztecas y incas atribuían propiedades medicinales. De hecho, estos pseudocereales han recibido mucha atención en los últimos años debido a su valor nutricional excepcional y sus posibles beneficios para la salud. Chenopodium quinoa Willd. cv. BRS Piabiru y Amaranthus cruentus L. cv. BRS Alegria son dos nuevos genotipos de estas especies adaptados al clima tropical y desarrollados por la Corporación Brasileña de Investigación Agrícola (EMBRAPA). En este trabajo se desarrolla por primera vez un estudio en profundidad sobre la composición nutricional, fisicoquímica y propiedades bioactivas in vitro de estas variedades. Los resultados obtenidos apoyan el potencial de la quinoa BRS Piabiru y el amaranto BRS Alegria como cultivos alimentarios nutritivos y como fuentes de compuestos funcionales. Además de estos pseudocereales, se estudiaron las características nutricionales y fisicoquímicas de cincuenta genotipos de patatas de veinticuatro países, con cuatro colores de pulpa diferentes (amarillo, morado, rojo y mármol), correspondientes a cuatro tipos agronómicos distintos (accesiones andinas, variedades locales, líneas reproductoras y variedades cultivadas). Se espera que los resultados obtenidos permitan la selección de nuevos genotipos de patatas para su empleo en sistemas agrícolas sostenibles, contribuyendo a la protección de la biodiversidad de la patata y, particularmente, de las accesiones andinas, las variedades locales y los genotipos coloreados (patatas rojas o moradas), de cultivo limitado hasta el momento. El interés de la industria alimentaria, los nutricionistas y los consumidores por las patatas pigmentadas como posible alimento funcional ha atraído recientemente la atención de los cultivadores. Las patatas moradas y rojas contienen altas cantidades de antocianos, variables en función del cultivar. En el presente estudio, se exploraron las patatas coloreadas como fuentes para la extracción de este tipo de compuestos, con vistas al desarrollo de colorantes alimentarios naturales. Para ello, se estudiaron extractos acuosos de distintas variedades de patata (tres de pulpa roja, tres de pulpa púrpura y un genotipo de pulpa mármol) en cuanto a su contenido de antocianos, actividades biológicas in vitro, propiedades colorantes y potencial de aplicación en la industria alimentaria. Todos los extractos presentaron actividad antioxidante, antibacteriana y antifúngica in vitro, mientras que no se detectaron efectos tóxicos. Dos extractos seleccionados se ensayaron como colorantes en una formulación de bebida refrescante, encontrando que presentaban perfiles sensoriales adecuados, así como una alta estabilidad del color durante una vida útil de 30 días, características que eran similares o mejores a las obtenidas con el colorante comercial E163, por lo que podrían usarse como colorantes alimentarios naturales. La industria de transformación de la patata se encuentra entre las más importantes a nivel mundial en cantidades procesadas, produciendo una gran cantidad de desperdicios, especialmente pieles, que oscila entre el 15% y el 40% del peso original de los tubérculos frescos. Con el objetivo de agregar valor a este importante biorresiduo, en este trabajo se estudiaron las bioactividades de la piel de diez variedades de patatas rojas y moradas, originarias de cinco países diferentes. Todas las variedades presentaron capacidad antioxidante y actividad antitumoral en las cuatro líneas celulares tumorales ensayadas. Uno de los extractos también presentó actividad antiinflamatoria y ninguno de los extractos presentó efecto tóxico sobre una línea celular hepática hasta la concentración de 304 μg/mL. Estos resultados respaldan el potencial de las pieles de patatas pigmentadas como fuentes de compuestos bioactivos para el enriquecimiento de formulaciones alimentarias funcionales. En general, los resultados de este trabajo aportan evidencias sobre el valor nutricional y funcional de cultivos alimentarios que podrían ser contemplados como fuentes alternativas y sostenibles a los cultivos de producción intensiva. Asimismo, apoyan la extracción de compuestos bioactivos vegetales y su aplicación como ingredientes funcionales o aditivos alimentarios naturales como una opción eficiente para la reutilización de residuos del procesado de alimentos, contribuyendo a la creación de cadenas de producción más sostenibles social y económicamente.