Propiedades antioxidantes de los productos de la reacción de maillard y su influencia en la absorción de hierro y cobre. Relación con la capacidad quelante de metales

Resumen

Existen multitud de tratamientos culinarios domésticos e industriales que se emplean en el procesado de los alimentos con la finalidad de hacerlos comestibles y agradables al consumidor. Entre ellos destaca el tratamiento térmico (horneado, tostado, fritura, etc.) durante el cual se originan diversas reacciones que dan lugar a una serie de compuestos que confieren a los alimentos una adecuada textura, aromas y sabores agradables, destruyen microorganismos y factores antinutritivos y que, en definitiva, los convierten en comestibles y apetecibles. Entre estas reacciones una de las más frecuentes es la reacción de Maillard, que se origina, típicamente, en alimentos que forman parte de nuestra dieta habitual ricos en proteínas y azúcares reductores, tanto durante su procesado como durante su conservación y almacenamiento. Como consecuencia, se forman los denominados productos de la reacción de Maillard (PRM) o de pardeamiento no enzimático que, en la mayoría de los casos, proporcionan características organolépticas deseadas y buscadas, pero que, además, tienen repercusiones nutricionales que, en algunos casos, pueden ser positivas, y en otros negativas. Uno de los aspectos positivos más novedosos de los productos de la reacción de Maillard es la actividad antioxidante. Es conocido que el estrés oxidativo, caracterizado por una sobreproducción de radicales libres o una disminución de las defensas antioxidantes, está implicado en multitud de patologías, tales como enfermedades cardiovasculares, diabetes, Alzheimer, cáncer, y en procesos como el envejecimiento, por lo que la búsqueda de compuestos con propiedades antioxidantes es hoy día un reto para mejorar la salud y el bienestar de la población. El hecho de que los PRM se generen de manera natural en los alimentos, podría convertirlos en antioxidantes de elección que incluso sustituirían a los compuestos antioxidantes sintéticos que se utilizan normalmente y cuya inocuidad, hoy día, aún es discutida. Los mecanismos de acción por los que actúan de esta forma todavía son desconocidos pero, el hecho de que se comporten como polímeros aniónicos capaces de quelar metales como el hierro y el cobre, implicados en reacciones de oxidación en las que se generan multitud de radicales libres y especies reactivas muy nocivos para la célula, podría estar implicado. Se han propuesto, además, otras vías de actuación como la neutralización de radicales libres o la modulación de la actividad de ciertas enzimas antioxidantes implicadas en procesos de detoxificación. Sin embargo, el hecho de que los PRM sean capaces de atrapar metales, implicados en procesos de oxidación, aumentando, así, la protección frente al daño oxidativo, podría suponer la aparición de ciertas modificaciones sobre la absorción mineral, alterándose la biodisponibilidad y el metabolismo de ciertos nutrientes minerales en el organismo. El objetivo de esta Tesis Doctoral fue evaluar in vitro y ex vivo la capacidad antioxidante de compuestos de la reacción de Maillard procedentes de un sistema modelo aminoácido-azúcar y, estudiar además, si esta capacidad estaba relacionada con su habilidad quelante de hierro y cobre y si afectaba de algún modo la captación y el transporte intestinal de dichos minerales. Se analizó el efecto de las condiciones de la reacción (temperatura y tiempo) sobre los resultados obtenidos. Para estudiar la respuesta a nivel celular de las modificaciones sobre el estrés oxidativo y sobre la absorción mineral, se utilizó la línea celular Caco-2. Los datos obtenidos nos permiten formular las siguientes conclusiones: 1ª. Los productos obtenidos tras el calentamiento de las mezclas de glucosa-lisina son capaces de prevenir, en gran medida, la peroxidación lipídica in vitro, de forma comparable a la vitamina C y E. Esta capacidad se ve favorecida por la duración e intensidad del tratamiento térmico y aumenta con la dosis hasta alcanzar un máximo. Por tanto, podría sugerirse el uso de estos derivados como antioxidantes alimentarios teniendo en cuenta la adecuación de la dosis. 2ª. La capacidad de las mezclas de glucosa-lisina para neutralizar radicales libres disminuye con la intensidad del tratamiento térmico y con el aumento de la concentración, de forma que calentamientos drásticos de las muestras o concentraciones elevadas podrían dar lugar a efectos prooxidantes. 3ª. Todas las mezclas ensayadas son capaces de quelar hierro y también, aunque en menor medida, cobre. La formación de complejos con cobre muestra una correlación estadística con la capacidad para neutralizar radicales libres, por lo que estaría implicada en el poder antioxidante de estos productos. 4ª. Las mezclas calentadas durante menos tiempo son capaces de prevenir el efecto citotóxico inducido por hierro y cobre, pero no el generado por el peróxido de hidrógeno. De esto se deduce que la capacidad quelante de metales, especialmente la del cobre, está nuevamente implicada en las propiedades antioxidantes de las muestras. 5ª. Al igual que se observa in vitro, las mezclas de glucosa-lisina reducen la peroxidación lipídica a nivel celular, en condiciones basales y tras un daño oxidativo inducido. Este efecto parece estar relacionado con la modulación que ejercen los productos de la reacción de Maillard en la actividad de las enzimas antioxidantes, especialmente de la superóxido dismutasa y de la glutation peroxidasa. 6ª. La presencia de las mezclas de glucosa-lisina reduce la captación de hierro y cobre por el enterocito, probablemente por su capacidad quelante. Sin embargo, el transporte de hierro a través de la célula apenas se modifica, y el del cobre incluso aumenta en presencia de las muestras menos procesadas. Dichos cambios podrían alterar la disponibilidad de ambos minerales. CONCLUSIÓN GENERAL Las mezclas de glucosa-lisina ensayadas muestran claras propiedades antioxidantes en todos los ensayos realizados, tanto in vitro como a nivel celular. El modo por el cual ejercen su acción parece ser una combinación de varios mecanismos, ya que están implicadas las propiedades quelantes de metales (especialmente de cobre), la neutralización de radicales libres y la promoción de la actividad de enzimas antioxidantes. Por otra parte, la presencia de dichas muestras supone cambios que podrían afectar la biodisponibilidad mineral. El procesado en condiciones suaves y las dosis moderadas de PRM se muestran más beneficiosos para la prevención del estrés oxidativo.