Obtención de un extracto de melanoidinas de cortezas de pan, caracterización y evaluación de su actividad moduladora de estrés oxidativo en células intestinales y endoteliales

Abstract

El consumo de pan tradicionalmente ha sido muy importante en la cultura española, incluso en la actualidad ya que siempre ha estado presente en el acompañamiento de las comidas, por lo tanto, es un alimento básico. En el 2020 la compra de pan se incrementó un 5,7 % con una media de consumo de pan de 32,78 Kg/año según datos publicados por Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación de 2021. Ello está asociado a un incremento en la generación de residuos de la industria de panificación que llegan a constituir entre un 20 % y un 30% del producto procesado, lo que supone una pérdida de recursos en la producción y un problema de gestión ambiental.

Uno de los compuestos finales formados durante el procesamiento térmico del pan son las melanoidinas. Las melanoidinas se forman durante la reacción de Maillard que es una reacción de pardeamiento no enzimático entre los grupos amino y carbonilo presentes en los alimentos dando lugar a gran cantidad compuestos intermedios los cuales reaccionan entre sí. Las melanoidinas se caracterizan por ser compuestos de alto peso molecular, muy complejos y marrones que contribuyen no solo a mejorar las propiedades organolépticas (color, aroma, sabor) de los alimentos, sino que aportan numerosos beneficios sobre la salud. Entre las numerosas propiedades beneficiosas de las melanoidinas destacan la actividad antioxidante, antimicrobiana, antihipertensiva, prebiótica, quelante de metales, etc.

Teniendo en cuenta toda esta información el objetivo de este estudio es la obtención de un extracto acuoso de melanoidinas obtenido a partir de residuos de la industria de panificación (cortezas de pan de molde) y evaluar su actividad moduladora del estrés oxidativo en las líneas celulares Caco-2 y HUVEC.

La obtención del extracto de melanoidinas se realizó mediante ultrafiltración en celdas de agitación con membranas de polisulfona de 10 kDa. Para la obtención de concentrado las melanoidinas se realizaron ultrafiltraciones trabajando a distintas condiciones de presión y modos de operación (continuo y discontinuo). Se observaron diferentes densidades de flujo y selectividad de la membrana para los distintos compuestos. La diafiltración permite un retenido de melanoidinas de alto peso molecular, caracterizado por sus propiedades saludables, consiguiendo reducir los compuestos de la reacción de Maillard de bajo peso molecular que son citotóxicos.

Se caracterizó el extracto, presentando un alto contenido de melanoidinas evaluado por el índice de pardeamiento y la absorbancia a 345 nm indicador de la presencia de melanoidinas y con pesos moleculares entre 20 y 82 kDa. El extracto de melanoidinas presentó una alta capacidad antioxidante evaluada por los métodos de ABTS y FRAP y una alta actividad quelante característica de estos compuestos. Su actividad biológica se evaluó en la fracción bioaccesible, obtenida por digestión gastrointestinal, en la línea celular intestinal Caco-2 y en la línea endotelial HUVEC. El extracto bioaccesible presenta bioactividad en ambas líneas celulares modulando el estrés oxidativo como indica la reducción de los niveles de ROS (especies reactivas de oxígeno) y el aumento de los niveles de glutatión (GSH/GSSG) observada.