Evaluación de estrategias para modular la digestibilidad in vitro del almidón de maíz usando arepas típicas colombianas como alimento modelo.

Normal 0 21 false false false ES-CO JA AR-SA table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Tabla normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:8.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:107%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri",sans-serif; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-fareast-language:EN-US;} La diabetes se ha convertido, a nivel mundial, en una de las principales enfermedades metabólicas relacionadas con la dieta (Mathers and Loncar 2006). Según proyecciones de la organización mundial de la salud (OMS) hay alrededor de 422 millones de personas con diabetes en el mundo (World Health Organization 2016) y se estima que esta enfermedad será la séptima causa de mortalidad en 2030. Si no se toman medidas al respecto, el número de personas con diabetes tipo II se incrementaría a 642 millones de personas en el 2040. Colombia no es ajena a este problema de salud pública dado que la prevalencia de diabetes en Colombia es de 9,6 % de acuerdo con la Federación Internacional de Diabetes y del 8,5 % según la OMS (la Diabetes 2014; World Health Organization 2016), siendo la quinta causa de muerte en el país (Vargas-Uricoechea, & Casas-Figueroa, 2015). Por lo tanto, hay un creciente interés en desarrollar estrategias alimentarias que busquen controlar la respuesta postprandial de glucosa, la cual es crítica en pacientes diabéticos. El valor nutricional y el impacto en la salud humana de los productos amiláceos cereales está relacionado, en parte, con la digestibilidad del almidón en el intestino delgado. El almidón, principal polisacárido en alimentos básicos como maíz, trigo, arroz, yuca, papa y plátano, está compuesto por amilosa y amilopectina, las cuales son monómeros de glucosa en distribución lineal y ramificada, respectivamente. En humanos, el almidón es hidrolizado de manera sucesiva por la a-amilasa salival y pancreática, en la cavidad oral y en el intestino delgado, para formar oligosacáridos de cadena corta y bajo peso molecular (Zhang, Sofyan, and Hamaker 2008; Zhang and Hamaker 2009b). Luego, enzimas clasificadas como glucosidasas, localizadas en las microvellosidades en la membrana apical de los enterocitos intestinales, hidrolizan los oligosacáridos de cadena corta y los convierten en unidades de monosacáridos (glucosa, galactosa y fructosa), los cuales, posteriormente, son absorbidos en el duodeno y en regiones proximales del intestino delgado (Butterworth, Warren, and Ellis 2011). La velocidad y el nivel de hidrólisis de los almidones está determinado por la relación de amilosa/amilopectina, la estructura molecular de los almidones, el procesamiento de los alimentos y la interacción de los almidones con componentes de la matriz alimentaria (Zhang and Hamaker 2009a; Giraldo Toro et al. 2016; Englyst et al. 2018). Por lo tanto, es nutricionalmente relevante clasificar los alimentos amiláceos basándose en la digestibilidad de los carbohidratos dietarios, es decir, a la proporción de almidón de digestión rápida (ADR), almidón de digestión lenta (ADL) y almidón resistente (AR) (Englyst et al. 1999). En términos del impacto del procesamiento de alimentos sobre el índice glucémico, es fundamental considerar que, Colombia es un país pluriétnico y multicultural donde su gastronomía está altamente influenciada por tradiciones culinarias indígenas, europeas y africanas, razón por la cual existe una alta diversidad de técnicas de procesamientos de alimentos que pueden influir en la digestibilidad de los almidones, y consecuentemente, impactar el índice glucémico de los consumidores. Sin embargo, se conoce poco sobre la influencia de dichas preparaciones en la digestibilidad de los almidones en alimentos a base de maíz consumidos por los colombianos. Por tanto, el presente proyecto pretende evaluar cómo las diferentes formas de procesar alimentos a base de maíz en Colombia podrían modular la liberación de glucosa durante la digestión de almidón utilizando arepas como modelo alimenticio. Esta evaluación será esencial para establecer lineamientos y/o recomendaciones que permitan mejorar dichas preparaciones para la potencial elaboración de alimentos a base de maíz con un bajo índice glucémico. En cuanto a la naturaleza de la matriz alimenticia sobre el índice glucémico, se considera el maíz (Zea mays), dado que es un cultivo básico y esencial para más de 1.200 millones de personas en América Latina y África Subsahariana (Lozano-Alejo et al. 2007). En Colombia, el maíz es un cereal básico y esencial en la canasta familiar de los colombianos, con un consumo directo anual per cápita a nivel nacional de 30 kilos (Govaerts, 2018). Debido a su alto consumo y aceptación, el maíz ha sido sujeto a biofortificación con el fin de incrementar de manera natural el contenido de micronutrientes (carotenoides – maculares y provitamina A –, hierro y zinc) (Pixley et al. 2012; Bouis et al. 2011; Saltzman et al. 2013). La biofortificación no involucra ingeniería genética (cultivos transgénicos), en su lugar, emplea técnicas de fitomejoramiento convencional y/o prácticas agronómicas. (Bouis et al. 2011). A la fecha, se han liberado variedades biofortificadas de maíz con mayor contenido de provitamina A carotenoides (pVAC) en países en desarrollo para combatir deficiencias de vitamina A (Menkir, Pixley, and Maziya-Dixon 2012; Pixley et al. 2012; Menkir et al. 2015). Actualmente, Purdue University ha desarrollado germoplasma de maíz anaranjado, que ya se comercializa en los Estados Unidos, con niveles significativamente más altos de carotenoides (40 – 60 μg/g) en comparación al maíz amarillo convencional (promedio ~ 10 – 20 μg/g) (Coyne, 2019). Estos genotipos de maíz contienen, predominantemente, carotenoides luteína (L) y zeaxantina (Z), los cuales, se conocen también como ‘carotenoides maculares’ o ‘pigmentos maculares’ (Johnson 2002; Jeon et al. 2018). De hecho, numerosos estudios han encontrado que el consumo de L/Z y los niveles de L/Z que se encuentran en la mácula están relacionados con un reducido riesgo de degeneración macular asociada con la edad (DMRE), la cual es la principal causa de pérdida de visión en países desarrollados (Mares 2013). Debido a que estas nuevas líneas de maíz biofortificadas anaranjado, con alto contenido de carotenoides L/Z prometen ayudar a mantener una función ocular saludable, y dado a que, Estados Unidos es la principal fuente de abastecimiento de maíz para Colombia (Rau & Gomez, 2019), eventualmente ingresarían al país de manera gradual. Por tanto, es de esperar que estas nuevas líneas de maíz biofortificado serán adoptadas e incluidas en preparaciones alimenticias típicas del país. No obstante, el maíz es un alimento que provee una cantidad considerable de carbohidratos, y se desconoce si a través de los procesos de biofortificación, además de incrementar los niveles de nutrientes y compuestos bioactivos, también se alterarían las propiedades o contenidos de otros nutrientes en el grano de maíz que, por consecuente, podrían influir la entrega de glucosa a consumidores tras el consumo de alimentos a base de estas nuevas líneas de maíz. Se ha observado que una de las principales diferencias entre el maíz biofortificado anaranjado y el maíz amarillo convencional es la cantidad relativa de endospermo vítreo y blando en el grano de maíz (Ortiz et al. 2018; Ortiz, Rocheford, and Ferruzzi 2016), se espera que esto puede incidir en la digestibilidad del almidón. El maíz biofortificado anaranjado es una variedad cristalina, con una alta proporción de endospermo cristalino. La cristalinidad del endospermo está relacionada con altos niveles de amilosa, un tipo de almidón con propiedades de digestión lenta (Zhang, Ao, and Hamaker 2006; Zhang and Hamaker 2009b). Por otro lado, variedades de maíz con altos niveles de dureza en el grano presentan altos contenidos de compuestos fenólicos en comparación con genotipos de maíz tipo dentado (Chiremba et al. 2012). En el maíz, el ácido ferúlico es el compuesto fenólico predominante, presente en concentración que rondan desde 216 a 3400 mg/100 g de maíz, formando dihidro – dímeros, trímeros, y tetrámeros de ácido ferúlico en los polisacáridos de las paredes celulares, principalmente arabinoxilano. (Bento-Silva, Patto, and do Rosário Bronze 2018). Diferentes estudios han demostrado que los compuestos fenólicos pueden modular el metabolismo de carbohidratos y la homeostasis de la glucosa a través de la inhibición de la digestibilidad de almidones y la regulación de los transportadores intestinales de glucosa. (Moser et al. 2018; Li et al. 2017; Simsek et al. 2015; Li, Pernell, and Ferruzzi 2018). En efecto, Malunga y colaboradores (2016) encontraron que el ácido ferúlico ligado al arabinoxilano, inhibió efectivamente la función de la a - glucosidasa intestinal, y su efecto inhibidor fue directamente correlacionado con el contenido de ácido ferúlico presente. Sin embargo, información acerca de los compuestos fenólicos en la digestibilidad de almidones de variedades biofortificados de maíz anaranjado es limitada. Por lo tanto, dado que la digestibilidad de los almidones, biodisponibilidad de los compuestos bioactivos e interacciones entre los componentes de la matriz alimenticia son afectados por las condiciones de procesamiento (Rocchetti et al. 2018), esta propuesta busca evaluar el impacto de los distintos tratamientos utilizados para las preparaciones típicas colombianas a base de maíz, usando arepas como modelo alimenticio, y la incorporación tanto de variedades de maíz comercial en Colombia, como líneas élite de maíz anaranjado biofortificadas, sobre la digestibilidad in vitro del almidón. La hipótesis central, es que tanto el tratamiento aplicado al maíz en preparaciones típicas colombianas (arepas), como el tipo de maíz empleado, podrían ayudar a modular la digestibilidad de almidones, ya sea por la alteración de las propiedades del almidón y/o la liberación de componentes (p. ej., compuestos fenólicos) que podrían incidir en la óptima actividad enzimática durante digestión simulada. Las líneas élite de maíz biofortificado anaranjado son desarrolladas por Purdue University y se comercializan en los Estados Unidos (Coyne, 2019). Así que, debido a su alto valor nutricional y que Estados Unidos es la principal fuente de abastecimiento de maíz para Colombia (Rau & Gomez, 2019), se establece la alianza con Purdue University con el fin de estudiar las posibles bondades o desventajas, en términos de digestibilidad del almidón, del uso de maíz biofortificado anaranjado frente al maíz comercializado en Colombia, en preparaciones típicas colombianas como las arepas. Dado que estas nuevas líneas de maíz biofortificadas anaranjado, con alto contenido de carotenoides maculares esenciales para mantener una función ocular saludable, eventualmente podrían ingresar al país de manera gradual, es de esperar que serán adoptadas y se incluirán en preparaciones alimenticias típicas del país. Normal 0 21 false false false ES-CO JA AR-SA table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Tabla normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:8.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:107%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri",sans-serif; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:Arial; mso-bidi-theme-font:minor-bidi; mso-fareast-language:EN-US;}