Our Approach

En los últimos años se ha incrementado la demanda de alimentos saludables, seguros, naturales y que requieran mínimo esfuerzo y tiempo para su preparación (Plaza, Sánchez-Moreno, de Pascual-Teresa, de Ancos & Cano, 2009). Más aún, los estilos de vida actuales no son compatibles con la ingesta de vegetales y la preparación de alimentos conteniendo fitoesteroles (Santos et al., 2007), lo que ha derivado en el desarrollo de alimentos listos para consumir, mínimamente procesados (Plaza et al., 2009). En este contexto, dada la gran cantidad de beneficios adjudicados a la ingesta diaria de fitoesteroles y a su presencia en cantidades insuficientes en alimentos naturales, los fitoesteroles se han ido incorporando en la dieta mediante suplementos (Fernandes & Cabral, 2007).

Con el aumento de la popularidad de los alimentos funcionales, los fitoesteroles también se han ido incorporando en alimentos disponibles comercialmente, incluyendo untables de base grasa, aderezos para ensalada, aceites y margarinas (Alvim, Souza, Koury, Jurt & Dantas, 2013; Harrabi et al., 2008; Herchi et al., 2009; Hovenkamp et al.,

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2008; Lagarda et al., 2006; McClements, Decker & Weiss, 2007; Monu et al., 2008; Saraiva et al., 2010). Sin embargo, este tipo de alimentos se encuentra claramente restringido en dietas hipocolesterolémicas y saludables (Auriou, 2003; Santos et al., 2007). Además, este campo de aplicación implica la dispersión/solución a altas temperaturas, favoreciendo la generación de productos de oxidación de los aceites y grasas utilizados (Zawistowski, 2007). Asimismo, los fitoesteroles han sido incluidos en algunos alimentos sólidos, tales como productos de panadería, magdalenas, croissants (Quílez et al., 2006) y premezclas (Haarasilta, Reinikainen & Sulanto, 1998), donde también pueden ser oxidados debido a los períodos prolongados de exposición a las temperaturas de horneado (170 – 190 ºC durante 15 – 20 minutos) (Quílez et al., 2006).

Las formulaciones de base acuosa (por ejemplo: bebidas, sopas y otras) constituyen un atractivo campo de aplicación. Sin embargo, la incorporación de los fitoesteroles en este tipo de alimentos presenta algunos desafíos. En primer lugar, y como se mencionó anteriormente, su hidrofobicidad, insolubilidad en agua y alto punto de fusión, los hacen pobres candidatos para producir dispersiones estables, limitando su aplicabilidad en productos intermedios o finales de base acuosa (Auweter et al., 2009; McClements et al., 2007). Más aún, son compuestos más livianos que el agua, por lo que al ser incorporados sin agregados (emulsificantes y/o espesantes) ascienden a la superficie debido a la diferencia de densidad (Lerchenfeld & Striegel, 2008; Zawistowski, 2007). Además, los fitoesteroles no son organolépticamente aceptados debido a la consistencia cerosa y arenosa que imparten al paladar (Lerchenfeld & Striegel, 2008; Stevens & Schmelzer, 2003; Thakkar & Diller, 1975; Zawistowski, 2007).

A pesar de ser compuestos insolubles en agua, se ha comprobado que para que los fitoesteroles puedan ejercer su efecto hipocolesterolémico no es necesario que estén disueltos, sino que resulta suficiente si se encuentran en forma finamente dispersa en el alimento (Harting Glade et al., 2010; Thakkar & Diller, 1975). En efecto, los fitoesteroles deben ser administrados finamente divididos con el objeto de facilitar su exposición a las sales biliares, y preferentemente en tamaño de partícula inferiores a 25 µm (Thakkar & Diller, 1975), asegurando así, además, la preparación de un producto con buena palatabilidad (Auriou, 2003; Stewart et al., 2000; Zawistowski, 2002).

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Actualmente, un desafío crucial para las industrias farmacéutica y alimentaria es desarrollar un producto que pueda ser administrado en dosis suficientemente bajas, sin que esto implique una pérdida de eficiencia (Rozner & Garti, 2006), y que al ser utilizado en aplicaciones de base acuosa dé lugar a productos homogéneos (donde los fitoesteroles se mantengan en estado disperso, sin separación de fases) y con buena palatabilidad (Harting Glade et al., 2010). En este sentido, existen distintos enfoques propuestos en la literatura abierta que pueden incluirse en alguna de las siguientes estrategias:

 La modificación química para dar lugar a la esterificación con ácidos grasos. Este enfoque se basa en la reacción de esterificación, que consiste en hacer reaccionar los fitoesteroles con ácidos grasos de un aceite a 90 – 120 ºC bajo la presencia de un catalizador durante períodos de tiempo prolongados (Miettinen, Vanhanen & Wester, 1996; Milstein, Biermann, Leidl & Von Kries, 2008; Stewart et al., 2000), y se suele utilizar para incorporar los ésteres de fitoesteroles en sistemas oleosos y grasos (Chung, Noh & Kim, 2000; Miettinen et al., 1996; Wester, 2000). Además, Stewart et al. (2000) plantearon la esterificación y posterior hidrogenación de los fitoesteroles con el fin de incluirlos en bebidas y nutracéuticos, incluyendo gaseosas, jugos y suplementos dietarios, entre otras aplicaciones alimenticias.

 La creación de emulsiones y microemulsiones. El término ―emulsión‖ hace referencia a un sistema disperso en el cual ambas fases (dispersa y continua) se encuentran en estado líquido. Varios autores se focalizaron en la elaboración de emulsiones de fitoesteroles mediante su mezclado en caliente (a temperatura superior a la de fusión de los fitoesteroles, 135 ºC), utilizando agua junto a un tensoactivo que se absorba en la interfase y sea estable a altas temperaturas (por encima de 90 ºC) (Auriou & Ferreres, 2002; Engel & Schubert, 2005; Gottemoller, 2004; Rozner & Garti, 2006; Stevens & Schmelzer, 2003). Una vez realizado el mezclado, se sugiere la homogeneización a 80 – 100 ºC y el agregado de agentes inhibidores de la cristalización que permitan el posterior enfriamiento de la emulsión (Binder & Gottemoller, 2004; Rozner & Garti, 2006). Por otro lado, Auweter et al. (2009) realizaron emulsiones de fitoesteroles mediante su disolución a 140 – 180 ºC en un solvente orgánico inmiscible

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en agua (como acetona) y su posterior dispersión en un medio acuoso coloidal por un período de 8 horas.

 La creación de suspensiones estables. Por ―suspensión‖ se entiende a un sistema disperso en el cual una de las fases es líquida (fase continua) y la otra sólida (fase dispersa). Específicamente para fitoesteroles, se abordaron distintas estrategias tendientes a extender la vida útil de esta dispersión: a) el incremento de las fuerzas repulsivas entre las partículas del material disperso (utilizando tensoactivos iónicos o no iónicos o polímeros, Tadros (2011)); b) la reducción del tamaño de partícula (mediante la aplicación de etapas de homogeneizado o molienda, que pueden ser acompañadas del uso de tensoactivos) (Thakkar & Diller, 1975); y c) el aumento de la viscosidad (a través del uso de agentes espesantes) (Harting Glade et al., 2010; McClements et al., 2007; Rozner & Garti, 2006).

De acuerdo a Stevens & Schmelzer (2003) muchas de estas alternativas presentan desventajas inherentes tales como: el costo adicional en la modificación química (debido al uso de solventes y/o catalizadores y la incorporación de etapas posteriores de purificación) y la ausencia de garantías respecto a la seguridad del alimento (como consecuencia del uso de solventes orgánicos y/o catalizadores no alimentarios). Harting Glade et al. (2010) destacan desventajas adicionales como: la gran cantidad de etapas involucradas en algunos procesos (6 o más en la invención de Auweter et al. (2009)), las severas condiciones acompañadas de extensos tiempos de tratamiento (por ejemplo, 6 horas de pasteurización sugeridas en la invención de Thakkar & Diller (1975); o bien 10 minutos de tratamiento a 80 – 100 ºC en la invención de Gottemoller (2004) y la pobre estabilidad que presentan las composiciones de fitoesteroles a pesar de su procesamiento (Binder & Gottemoller, 2004).

Independientemente del abordaje tenido en cuenta, la mayoría de los métodos mencionados requiere de una o más etapas de reducción del tamaño de partícula o de gota para mejorar la dispersabilidad de los fitoesteroles y cuando se desea obtener un material sólido, la inclusión de una etapa de secado. Para la reducción del tamaño, varios autores estudiaron diferentes técnicas, entre otras: a) molienda en seco del

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material enfriado (usando, por ejemplo, molinos de atrición con aire, molinos de martillo de alta energía, molinos de impacto (Kluetz, Klein, Snyder, Goulson & Cavallini, 2005; Thakkar & Diller, 1975)); b) homogeneización de dispersiones (emulsiones o suspensiones) incluyendo agentes tensoactivos (Binder & Gottemoller, 2004; Gottemoller, 2004; Lerchenfeld & Striegel, 2008); y c) homogeneización de alta presión o por esfuerzo de corte de un material fundido (Binder & Gottemoller, 2004; Harting Glade et al., 2010; Stevens & Schmelzer, 2003).