Antioxidantes para Producción Agropecuaria
Antioxidantes – Oportunidades para la Producción Agropecuaria y Agroindustrial
Resumen
Los “alimentos funcionales” son aquellos que en forma natural o procesada contienen componentes que ejercen efectos benéficos para la salud y que van más allá de la nutrición, estos influencian positivamente el organismo retardando tanto la aparición y desarrollo de varias enfermedades como procesos de envejecimiento.
En los últimos años se ha aumentado el interés por los radicales libres y la función que cumplen en el organismo, dichos radicales oxidan los lípidos (peroxidación), especialmente en las biomembranas donde la mayoría de enzimas activadoras de oxígeno están presentes y sus efectos pueden ser reducidos mediante el consumo de antioxidantes de origen vegetal.
Colombia es un país eminentemente agrícola y con una gran diversidad genética de frutales casi inexplorada y desconocida desde el punto de vista de sus propiedades funcionales.
Este documento enfatiza en el concepto de antioxidantes de origen vegetal en relación con su descripción y oportunidades para el país y formula propuestas para que estos sean tenidos en cuenta en procesos de investigación y desarrollo de productos con valor comercial.
Palabras clave: alimento funcional, antioxidante, envejecimiento, enfermedades, frutas y hortalizas.
Abstract
“Functional foods” are those which contain components that produce beneficial effects for human health, either in natural form or as processed products. Organisms are positively affected by these functional foods because they can aid in delaying the appearance and development of diverse diseases as well as ageing processes.
In recent years, there has been an increased interest in free radicals and their function in the organism. Free radicals oxidize lipids by a process called peroxidation. This occurs especially in bio-membranes, where the majority of enzymes responsible for synthesizing activators of oxygen are located. Colombia is predominantly an agricultural country with great genetic diversity, especially in tropical fruits.
However, their functional properties are almost unexplored and hence unknown. This document highlights the concept of antioxidants from vegetable sources. We start by providing a general description of the topic. We subsequently discuss the opportunities for the country, proposing strategies and prioritizing subjects of investigation to be taken into account in research and development process to obtain products with commercial value.
Keywords: functional food, antioxidant, ageing, diseases, fruits and vegetables
Prólogo
Desde hace poco más de una década se ha reconocido que algunos alimentos tienen la capacidad no sólo de aportar nutrientes sino también de mejorar algunos aspectos de la salud; estos se denominan alimentos funcionales. A partir de éstos, se pueden obtener productos nutracéuticos que son el resultado de la extracción de las sustancias activas.
Colombia es un país con una gran diversidad genética, especialmente en el campo de los frutales. Por ello, y teniendo en cuenta que los hábitos alimenticios de la población mundial en la actualidad muestran una tendencia hacia el consumo de productos naturales obtenidos bajo esquemas de producción limpia y con beneficios tanto nutricionales como funcionales, el sector agropecuario y agroindustrial tiene la oportunidad de aprovechar esta ventaja comparativa y convertirla en una condición competitiva sostenible en el mediano y largo plazo.
El Ministerio de Agricultura ha hecho avances en la identificación de demandas tecnológicas de las cadenas productivas por regiones y ha trabajado en la búsqueda de respuestas a los problemas que han limitado la competitividad de los productos agrícolas a través de la asignación de recursos públicos para la financiación de actividades de investigación, desarrollo tecnológico e innovación.
Sin embargo, hemos identificado que los productores buscan atender problemas de corto o mediano plazo, dejando de lado temas estratégicos y de impacto que generan competitividad, condición que limita la capacidad de respuesta frente a la dinámica y exigencias de los mercados internacionales, en donde la innovación es el factor que marca la diferencia.
Es por tanto para mí un gusto presentar este documento que abre espacios de reflexión y de análisis en torno a nuevos usos y productos obtenidos en especial a partir de frutas y hortalizas frescas dirigidas a los mercados de alimentos funcionales y nutracéuticos, con el fin de mejorar la productividad y la competitividad, diversificar el mercado de bienes y factores de las cadenas desarrollar producciones amigables con el medio ambiente y promover la investigación y el desarrollo tecnológico, como estrategia de modernización del sector en el marco de la ley 811 de 2003.
Quiero manifestar mi agradecimiento a la Dirección de Desarrollo Tecnológico y Protección Sanitaria del Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural y a CORPOICA por el liderazgo y apoyo incondicional en la elaboración de este documento, que esperamos sea el primero de una serie de instrumentos para la reflexión y la toma de decisiones para enfrentar las exigencias de mercados dinámicos e intensivos en conocimiento, que deberán ser asumidos por las cadenas productivas y por el sector agropecuario en su conjunto, frente a los retos que plantea la inserción a nuevos mercados a la luz de las negociaciones de acuerdos de libre comercio actuales y futuros.
Andrés Felipe Arias Leiva
Ministro de Agricultura y Desarrollo Rural
1.Antioxidantes y Salud
El consumo mundial de productos alimenticios que brinden ventajas adicionales para la salud es uno de los más dinámicos a nivel mundial. El conocimiento sobre las ventajas que ofrecen un número importante de frutas y hortalizas para atender este mercado puede motivar procesos de investigación y desarrollo tecnológico para que el sector agropecuario y agroindustrial mejore su competitividad.
1.1 Qué son los antioxidantes
Dentro de los productos con alto valor agregado presentes en muchas frutas, hortalizas y cereales. Se encuentran los antioxidantes tales como carotenoides, vitaminas, fenoles, flavonoides, glutatión, y metabolitos endógenos. Los cuales funcionan capturando radicales libres, peróxidos y especies de oxígeno molecular.
Cuando estas especies de oxígeno generadas como subproductos del metabolismo normal se incrementan, generan estrés oxidativo que afecta diversos procesos bioquímicos y fisiológicos, y finalmente causan la muerte celular. La participación del estrés oxidativo en procesos de envejecimiento y cáncer en humanos ha sido ampliamente documentada (Ferrari 2003, Harman 2004).
Los diferentes componentes antioxidantes presentes en varios alimentos brindan la protección contra estos radicales peligrosos y han sido asociados con menor incidencia y mortalidad en enfermedades como el cáncer y las afecciones cardíacas (Milbury et al. 2002, Stintzing 2004, Shi et al. 2003).
Un radical libre es cualquier especie química que contenga electrones desapareados en los orbitales que participan de las uniones químicas. Los radicales libres pueden ser formados tanto por la pérdida (oxidación) como por la ganancia (reducción) de un electrón. También se forman radicales cuando se rompe la unión covalente entre dos átomos.
De modo que los dos electrones que son compartidos por la unión se separan y queda uno en cada átomo. Los radicales libres son inestables y de corta vida, cualquier molécula que se encuentre en su vecindad puede verse afectada y transformarse en otro radical libre. Generando una reacción en cadena. Cuando estas especies activas se encuentran en la membrana celular se presentan reacciones en cadena de lipoperoxidación. Dando lugar a la oxidación de moléculas de ácidos grasos (Madhavi et al. 1995).
(Lea También: Respuesta del Organismo ante el Estrés Oxidativo)
También se ha establecido que los radicales libres están implicados en el proceso de envejecimiento.
Existe una teoría que establece que un proceso único común, modificado por factores genéticos y ambientales. Es responsable del envejecimiento y muerte de todos los seres vivos. Esta teoría postula que el proceso de envejecimiento es consecuencia de reacciones iniciadas por los radicales libres. Estas reacciones serían responsables del progresivo deterioro de los sistemas biológicos en el tiempo, debido a su habilidad para producir cambios al azar (Harman 1993).
El nivel de daño se presenta en relación con la cantidad de anión superóxido que se forma a lo largo de los años y que se genera en las mitocondrias. La muerte celular se produce en el momento en que la cantidad de radicales libres sobrepasa las defensas. Las reacciones generadas en las mitocondrias por los radicales libres constituyen el proceso de envejecimiento natural. Al cual se superponen otras reacciones de los radicales libres generadas por condiciones subóptimas de vida, todo este conjunto de reacciones es responsable del envejecimiento (Cárdenas 2004).
Adicionalmente, existen algunas patologías en cuyo origen y evolución están implicados los radicales libres. Como por ejemplo la Arteriosclerosis, la Enfermedad de Alzheimer y Parkinson, problemas coronarios y de hipertensión arterial, cataratas, diabetes y cáncer entre otras (Curhan et al. 1996, Totter 1980, Cerutti 1985, Block et al. 1992, Stampfer et al 1993).
Las reacciones de los radicales libres siguen las siguientes etapas (Desmarchelier & Ciccia 1998):
Cu
Iniciación RH + O2 → R− + HO2 –
Propagación R– + O2 → RO2−
Terminación R− + R− → R : R
Algunos de los factores que disminuyen las reacciones en cadena producidas por los radicales libres son:
- Enzimas antioxidantes SOD (superóxido dismutasa), catalasa, glutatión peroxidasa.
- Compuestos interruptores de las reacciones en cadena a) Sintéticos: BHT (hidroxitolueno butilado), BHA (hidroxianisola butilada). b) Naturales: vitamina E, vitamina C, carotenoides, polifenoles, ácido lipoico (Block et al. 1992).
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