Por Elton Alisson | Agência FAPESP – Los granos defectuosos de café verde y la fina película roja que recubre el maní acaban de convertirse en los mayores aliados de quienes no están dispuestos a renunciar al consumo de azúcar. A partir de extractos obtenidos de estos residuos agroindustriales, investigadores vinculados a la Plataforma Biotecnológica Integrada de Ingredientes Saludables (PBIS) desarrollaron una sacarosa de caña de azúcar que es absorbida mucho más lentamente por el organismo, reduciendo el índice glucémico (IG) del ingrediente sin alterar el sabor.
El índice glucémico mide la velocidad con la que el azúcar de un alimento llega al torrente sanguíneo y eleva los niveles de glucosa. Los alimentos con un IG alto provocan picos rápidos de glucosa, lo que puede sobrecargar el páncreas (órgano responsable de producir insulina) y desencadenar enfermedades metabólicas a largo plazo.
“Hoy existe consenso en que una dieta de bajo índice glucémico es más saludable, ya que ayuda a prevenir la diabetes tipo 2 y el síndrome metabólico, por ejemplo. Por lo tanto, un azúcar con esta característica beneficiaría a todos. Las personas que ya padecen trastornos metabólicos obtendrían grandes beneficios, pero su uso ciertamente no se restringe a este público”, dice a Agência FAPESP Juliana Macedo, profesora de la Facultad de Ingeniería de Alimentos de la Universidad Estatal de Campinas (FEA-Unicamp), en el estado de São Paulo, Brasil, y coordinadora del proyecto.
El producto, cuya solicitud de patente ya fue presentada ante el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI), fue desarrollado en forma de cristales para ser utilizado por las industrias alimentarias como sustituto del azúcar convencional en alimentos procesados, sin alterar las características de las formulaciones.
“Nuestro objetivo fue desarrollar un azúcar que pudiera ser absorbido más lentamente por el organismo y que, al mismo tiempo, permitiera aprovechar subproductos agroindustriales en Brasil, como los granos de café defectuosos rechazados por la industria y la piel del maní”, explica Macedo.
Método innovador
La base científica de la innovación surgió de ensayos in vitro, realizados en laboratorio, que demostraron que los extractos fenólicos obtenidos de la piel del maní y del café verde defectuoso ayudan al organismo a procesar los carbohidratos, como el azúcar, de forma más lenta. Los compuestos fenólicos son moléculas orgánicas con una potente acción antioxidante, capaces de combatir los radicales libres y modular procesos metabólicos. El siguiente desafío de los investigadores fue transformar estos extractos líquidos en un ingrediente sólido de fácil aplicación industrial.
La solución encontrada fue la técnica de cocristalización en una matriz de sacarosa, un método de encapsulación de reciente incorporación en la industria alimentaria que consiste en insertar estos extractos antioxidantes dentro de los cristales de azúcar. Para ello, se inducen modificaciones en la estructura del carbohidrato.
La sacarosa se caracteriza por presentar una estructura cristalina altamente organizada. Al someterla al proceso de cocristalización, es posible desorganizar y reorganizar de manera irregular la estructura de los cristales, induciendo la formación de diversas hendiduras o espacios vacíos en los que es posible incorporar los extractos antioxidantes.
Como los compuestos fenólicos son sensibles a la temperatura (termosensibles) y el proceso tradicional de cocristalización presenta limitaciones físicas de espacio y temperatura, los investigadores modificaron la técnica. Disolvieron la sacarosa utilizando el propio extracto líquido y agua antes de la etapa de concentración.
“La modificación de este proceso nos permitió aumentar 7,5 veces la capacidad de incorporación de material y obtener, además, un producto altamente cristalino y con las propiedades fenólicas preservadas”, detalla Regiane de Brito Vieira, doctoranda de la Unicamp bajo la dirección de Macedo y participante del proyecto.
Reducción del índice glucémico
Para verificar si la tecnología efectivamente reducía el IG del azúcar, los investigadores realizaron un ensayo clínico con seres humanos.
En el ensayo participaron 25 voluntarios a lo largo de seis días diferentes. En cada sesión, consumieron glucosa pura, sacarosa cocristalizada pura, cocristalizado únicamente con café, cocristalizado únicamente con maní y una mezcla que contenía ambos extractos, denominada blend. La glucemia (nivel de azúcar en la sangre) de los participantes fue monitoreada durante dos horas después del consumo.
Los resultados preliminares indicaron que la mezcla que contenía los cocristales de maní y café inducía una reducción significativa del índice glucémico de la sacarosa, que pasó de medio a bajo.
Sin embargo, los científicos aún no han evaluado si el producto presenta un contenido energético reducido. “En principio, suponemos que el valor calórico es igual al de la sacarosa convencional. Pero también es posible que este nuevo azúcar no sea absorbido por completo y que se produzca alguna reducción. Es algo que tendría que ser evaluado”, afirma Macedo.
Lo que el grupo pretende evaluar próximamente, mediante una colaboración con la Universidad de Bolonia, en Italia, es el impacto del producto en la microbiota humana (el conjunto de microorganismos beneficiosos que habitan en el intestino). “Si este azúcar se absorbe más lentamente y permanece más tiempo en el intestino, ¿qué influencia tiene este compuesto en la microbiota? Suponemos que es positiva, debido a la acción de los compuestos antioxidantes”, explica Macedo.
Rumbo al mercado
Creada en 2021 con el apoyo de la FAPESP, a través del programa Centros de Ciencia para el Desarrollo (CCDs), la Plataforma Biotecnológica Integrada de Ingredientes Saludables reúne al Instituto de Tecnología de Alimentos (Ital), la Unicamp y la Universidad de São Paulo (USP), además de nueve empresas del sector alimentario y la Fundación Shunji Nishimura de Tecnología, con el objetivo de desarrollar ingredientes saludables, sostenibles e innovadores a partir de materias primas nacionales (lea más en: agencia.fapesp.br/59106).
Siguiendo un modelo de innovación abierta adoptado por la PBIS, el azúcar de bajo índice glucémico se ofrecerá al mercado en forma de un paquete tecnológico, listo para su licenciamiento.
Las empresas participantes de la plataforma, que invirtieron directamente en el desarrollo de las investigaciones, tienen preferencia exclusiva para el licenciamiento de las patentes y los procesos de la PBIS que, en cuatro años y medio de operación, ha dado lugar a la creación de más de 30 ingredientes alimentarios y más de 20 nuevos procesos industriales.
En caso de que las industrias asociadas a la plataforma no manifiesten interés comercial dentro de los plazos predefinidos, las soluciones salen del ámbito del consorcio y se ponen a disposición del mercado en general, pudiendo ser licenciadas por otras industrias alimentarias, startups o spin-offs académicas (empresas creadas a partir de investigaciones desarrolladas en universidades).
El nuevo ingrediente forma parte de un paquete tecnológico de la PBIS destinado a la obtención y formulación de extractos fenólicos con un alto potencial antioxidante. La tecnología ya ha sido aplicada por los investigadores en alimentos procesados, como chocolate con leche y té verde con néctar de piña.
“Logramos alcanzar los niveles 5 y 6 de TRL [Technology Readiness Level, o Nivel de Madurez Tecnológica] en términos de producto, proceso y aplicación”, dice a Agência FAPESP la gestora ejecutiva e investigadora principal del proyecto, Gisele Anne Camargo, en referencia a la escala internacional de madurez tecnológica de las soluciones, que va de 1 a 9 (en la que los niveles iniciales validan el concepto científico y los avanzados indican sistemas listos para su operación comercial). “Las tecnologías están listas para que las industrias lleven a cabo las etapas posteriores”, señala.
Aunque la adecuación a las normas nacionales es un paso indispensable para llevar las innovaciones a los estantes, Camargo aclara que el papel de la plataforma es brindar apoyo técnico a las industrias, que deben liderar los trámites legales para el registro de los productos desarrollados a partir de las tecnologías creadas en el ámbito de la PBIS.
De acuerdo con la investigadora, la PBIS proporcionará todo el respaldo científico y el conjunto de evidencias de bioactividad acumuladas a lo largo de los años para fundamentar las declaraciones de propiedades saludables (claims, es decir, mensajes publicitarios e informativos que destacan las propiedades funcionales y beneficiosas del alimento) ante las agencias reguladoras, mientras que las empresas serán responsables de avanzar en la práctica con los registros.
“Todavía no tenemos en Brasil un sello que pueda utilizarse en los envases de alimentos con bajo índice glucémico, pero deberíamos tenerlo, como los que ya existen en Europa y Estados Unidos”, sostiene Macedo.