Evaluación de la biodisponibilidad en alimentos funcionales: guía para procesadores y desarrolladores de productos

La biodisponibilidad es un concepto esencial para la industria de los alimentos funcionales, pues determina la cantidad de un nutriente ingerido que es realmente absorbido por el organismo y utilizado de manera efectiva.

En el contexto actual, donde los consumidores están cada vez más informados y exigentes con respecto a los beneficios para la salud que los alimentos pueden ofrecer, garantizar una alta biodisponibilidad se ha convertido en un diferenciador clave para los desarrolladores de productos y procesadores de alimentos.

Los alimentos funcionales son aquellos que, además de aportar valor nutritivo, contienen ingredientes que promueven beneficios específicos para la salud, como mejorar la digestión, reducir el riesgo de enfermedades crónicas o fortalecer el sistema inmunológico. Sin embargo, no basta con incorporar estos ingredientes bioactivos en los productos.

Biodisponibilidad, el máximo provecho de los alimentos

Es fundamental que los nutrientes sean biodisponibles, es decir, que puedan ser absorbidos y utilizados por el cuerpo de manera eficiente. De lo contrario, los beneficios prometidos no se materializan, lo que impacta tanto la percepción del consumidor como la eficacia real del producto.

Desde el punto de vista del desarrollo de productos alimentarios, la biodisponibilidad implica un reto complejo. Factores como la formulación, el procesamiento, la matriz del alimento y las interacciones entre nutrientes pueden influir en la cantidad de nutrientes que finalmente se absorben.

La capacidad para evaluar, mejorar y garantizar la biodisponibilidad de los ingredientes bioactivos se ha convertido en una prioridad para las empresas que buscan no solo cumplir con las expectativas de los consumidores, sino también alinearse con regulaciones estrictas y respaldar sus productos con evidencia científica.

¿Qué es la biodisponibilidad?

La biodisponibilidad se define como la fracción de un nutriente que, después de ser ingerido, se absorbe y está disponible para su utilización o almacenamiento en el organismo. Aunque esto puede parecer un proceso sencillo, está influenciado por una serie de factores biológicos y tecnológicos.

• Métodos para evaluar la biodisponibilidad

Existen diversas formas de evaluar la biodisponibilidad de los nutrientes en los alimentos. Los principales métodos incluyen:

1. Bioensayos in vitro: Se realizan en laboratorio utilizando células o tejidos aislados para observar cómo los nutrientes interactúan con las estructuras biológicas.
2. Estudios en animales: Son una etapa intermedia entre los estudios in vitro y los ensayos clínicos. Ayudan a predecir cómo se comportan los nutrientes en el cuerpo humano.
3. Ensayos clínicos en humanos: Estos son el estándar más alto para evaluar la biodisponibilidad. Implican medir la cantidad de nutrientes en el plasma sanguíneo después de la ingesta de un alimento o suplemento.

Cada uno de estos métodos tiene sus ventajas y limitaciones. Mientras que los ensayos in vitro y en animales pueden ser más rápidos y menos costosos, los estudios en humanos proporcionan la evidencia más directa y relevante para los desarrolladores de productos.

Factores que afectan la biodisponibilidad en alimentos funcionales

La biodisponibilidad de los nutrientes en alimentos funcionales está influenciada por una variedad de factores que afectan el proceso de absorción y utilización de los compuestos bioactivos. Estos factores incluyen desde el tipo de nutriente y la forma en la que se presenta, hasta los métodos de procesamiento y las interacciones entre los diferentes componentes del alimento. Para los desarrolladores de productos alimentarios, comprender y optimizar estos factores es crucial para garantizar que los beneficios de los alimentos funcionales lleguen al consumidor de manera efectiva.

1. Procesamiento de los alimentos

El procesamiento de los alimentos puede modificar tanto la estructura como la composición química de los nutrientes, afectando su biodisponibilidad de manera positiva o negativa. Algunos procesos clave incluyen:

• Cocción: La cocción puede aumentar o reducir la biodisponibilidad dependiendo del nutriente. Por ejemplo, el calor rompe las paredes celulares de los vegetales, mejorando la absorción de compuestos como los carotenoides, pero también puede destruir nutrientes sensibles, como las vitaminas hidrosolubles (vitamina C y algunas del complejo B).
• Encapsulación de nutrientes: Técnicas como la microencapsulación y la nanoencapsulación protegen los nutrientes durante el procesamiento y mejoran su estabilidad y absorción. Esto es especialmente relevante para compuestos inestables, como los ácidos grasos omega-3 o ciertos antioxidantes.
• Pasteurización y esterilización: Estos métodos térmicos son esenciales para la seguridad alimentaria, pero pueden alterar o degradar nutrientes sensibles al calor. Por ejemplo, la pasteurización puede reducir la biodisponibilidad de algunas vitaminas liposolubles como la vitamina E, aunque las técnicas más recientes han mejorado este aspecto.
• Homogeneización y emulsificación: Estos procesos físicos pueden mejorar la biodisponibilidad de ciertos compuestos al reducir el tamaño de las partículas, facilitando su absorción. Un ejemplo es la emulsificación de grasas, que mejora la biodisponibilidad de los lípidos y vitaminas liposolubles.

2. Composición de la matriz alimentaria

La matriz alimentaria se refiere a la estructura física del alimento y su composición química, que influyen en cómo los nutrientes son liberados, absorbidos y transportados en el cuerpo. Los elementos de la matriz que afectan la biodisponibilidad incluyen:

• Fibra dietética: Aunque es beneficiosa para la salud intestinal, la fibra puede interferir con la absorción de ciertos minerales, como el calcio, zinc y hierro. Esto ocurre porque la fibra puede unirse a estos minerales y formar compuestos no absorbibles, reduciendo su biodisponibilidad.
• Lípidos: La presencia de grasas en la matriz alimentaria mejora la biodisponibilidad de nutrientes liposolubles como las vitaminas A, D, E y K. Por esta razón, muchas formulaciones de alimentos funcionales incluyen grasas saludables para optimizar la absorción de estos nutrientes.
• Proteínas y carbohidratos complejos: Las proteínas pueden formar complejos con algunos nutrientes, como el calcio, y mejorar su absorción. En contraste, algunos carbohidratos complejos, como el fitato en cereales y legumbres, pueden unirse a minerales y reducir su biodisponibilidad.

3. Interacción entre nutrientes

En los alimentos funcionales, los nutrientes y compuestos bioactivos no actúan de manera aislada, sino que pueden interactuar entre sí, impactando la biodisponibilidad. Estas interacciones pueden ser sinérgicas (mejorando la absorción) o antagónicas (inhibiendo la absorción).

• Sinergia entre nutrientes: La combinación de ciertos nutrientes puede mejorar su biodisponibilidad. Por ejemplo, la vitamina C mejora significativamente la absorción del hierro no hemo presente en alimentos vegetales. De igual manera, los prebióticos pueden mejorar la biodisponibilidad de minerales como el calcio, favoreciendo su absorción a través del intestino.
• Competencia por la absorción: Algunos nutrientes pueden competir entre sí por los mismos transportadores en el intestino. Un ejemplo común es la competencia entre calcio, magnesio y zinc, que puede reducir la biodisponibilidad de estos minerales si se ingieren en grandes cantidades al mismo tiempo.
• Interferencia de compuestos bioactivos: Los polifenoles, que son antioxidantes presentes en frutas y verduras, pueden tener un efecto negativo en la biodisponibilidad de algunos minerales, como el hierro y el zinc, al unirse a ellos y formar complejos no absorbibles.

4. Estado fisiológico y metabólico del consumidor

El estado fisiológico del consumidor, como la edad, el estado de salud y las características genéticas, puede influir de manera significativa en la biodisponibilidad de los nutrientes.

• Edad: A medida que envejecemos, la eficiencia de la absorción de ciertos nutrientes, como la vitamina B12 y el calcio, disminuye debido a cambios en el sistema digestivo. Los alimentos funcionales diseñados para personas mayores deben considerar estos factores para maximizar la biodisponibilidad de los nutrientes necesarios.
• Estado de salud: Las personas con trastornos digestivos como la enfermedad celíaca, el síndrome del intestino irritable o deficiencias enzimáticas pueden tener una menor biodisponibilidad de ciertos nutrientes. Los desarrolladores de alimentos deben tener en cuenta estas condiciones y formular productos que optimicen la absorción en estos casos.
• Microbiota intestinal: La microbiota desempeña un papel crucial en la digestión y absorción de nutrientes. Un desequilibrio en la microbiota intestinal puede reducir la biodisponibilidad de algunos nutrientes, especialmente los que dependen de la fermentación bacteriana para su liberación y absorción, como los ácidos grasos de cadena corta y ciertas vitaminas del grupo B.

5. Forma química del nutriente

La forma química en la que se presenta un nutriente también afecta su biodisponibilidad. Algunos ejemplos incluyen:

• Minerales: Los minerales pueden presentarse en formas más o menos absorbibles. El hierro, por ejemplo, tiene una biodisponibilidad mucho mayor en su forma hemo (presente en alimentos de origen animal) que en su forma no hemo (presente en alimentos de origen vegetal). La forma quelada de minerales como el magnesio y el zinc también puede mejorar su absorción.
• Vitaminas: La biodisponibilidad de algunas vitaminas depende de su forma activa. Por ejemplo, el ácido fólico (vitamina B9) se absorbe mejor en su forma metilada (5-metiltetrahidrofolato) que en su forma sintética común en suplementos y alimentos fortificados.

Estrategias para mejorar la biodisponibilidad en el desarrollo de productos alimentarios

Optimizar la biodisponibilidad de los nutrientes en un alimento funcional requiere la implementación de tecnologías y estrategias de formulación avanzadas.

• Nanotecnología y emulsiones: Ha revolucionado el desarrollo de alimentos funcionales. A través de la creación de partículas a escala nanométrica, se puede mejorar la solubilidad y estabilidad de los nutrientes, facilitando su absorción. Las emulsiones de lípidos, por ejemplo, pueden encapsular compuestos liposolubles, como ácidos grasos omega-3, y mejorar su biodisponibilidad.
• Liposomas: Son esferas microscópicas compuestas por una bicapa lipídica que pueden encapsular nutrientes hidrofóbicos, protegiéndolos del ambiente gástrico y facilitando su liberación controlada en el intestino delgado. Esta tecnología ha demostrado ser efectiva para nutrientes como el hierro y ciertas vitaminas.
• Microencapsulación: Es otra técnica que permite proteger los nutrientes durante el procesamiento y transporte, mejorando su estabilidad y liberación en el organismo. Esta estrategia es particularmente útil en productos fortificados con vitaminas y minerales.
• Formulación de matrices alimentarias: Los desarrolladores de productos pueden ajustar la matriz alimentaria para optimizar la biodisponibilidad. Por ejemplo, en productos lácteos enriquecidos con calcio, la inclusión de proteínas como la caseína puede mejorar la absorción de este mineral.

Al optimizar estos factores, se puede maximizar la efectividad de los alimentos funcionales, garantizando que los consumidores obtengan los beneficios de salud prometidos y contribuyendo a la diferenciación de los productos en el mercado.

Evaluación clínica y regulatoria

Para que un alimento funcional pueda hacer afirmaciones de salud sobre la biodisponibilidad de sus nutrientes, debe cumplir con ciertas normativas y ser evaluado en estudios clínicos.

• 1. Normativas internacionales: Las regulaciones sobre biodisponibilidad varían según la región, pero tanto la FDA en Estados Unidos como la EFSA en Europa requieren pruebas sólidas para respaldar las afirmaciones de salud. Esto incluye evidencia de estudios clínicos que demuestren que el nutriente en cuestión es absorbido y utilizado por el cuerpo.
• 2. Estudios clínicos en humanos: Los estudios clínicos son esenciales para validar las afirmaciones sobre la biodisponibilidad en productos alimentarios. Estos ensayos miden directamente la concentración de nutrientes en la sangre o en otros tejidos después de la ingesta del alimento funcional.

La biodisponibilidad es un aspecto crítico en el desarrollo de alimentos funcionales. Garantizar que los nutrientes sean absorbidos eficientemente por el organismo no solo asegura los beneficios para la salud del consumidor, sino que también mejora el valor del producto en el mercado. Al implementar tecnologías avanzadas y cumplir con las normativas vigentes, los procesadores y desarrolladores de productos pueden liderar la innovación en el sector de los alimentos funcionales.