Study of the interactions between bile salts and different emulsifiers : impact on lipolysis mechanisms and potential bioaccessibility of omega 3 fatty acids

Autor: Naso, Julieta Natalia
Přispěvatelé: Pilosof, Ana María Renata
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
instacron:UBA-FCEN
Popis: En las últimas décadas la ingesta inadecuada de grasas se ha vuelto una problemática para la salud mundial. El sobrepeso y la obesidad son estados fisiológicos promotores de enfermedades crónicas y cardiovasculares. Por otra parte, hay nutrientes grasos, como los ácidos grasos omega 3 que si bien resultan indispensables para el correcto funcionamiento del organismo, la mayoría de las dietas no permiten alcanzar la ingesta adecuada. Por este motivo, actualmente se trata de encontrar la manera de modular la digestión y/o absorción de grasas con dos objetivos beneficiosos para la salud: disminuir o retrasar la absorción de grasas saturadas y monoinsaturadas; y aumentar la biodisponibilidad de nutrientes grasos saludables y otros compuestos bioactivos de naturaleza hidrofóbica. El diseño inteligente de emulsiones O/W, puede ser una herramienta muy útil para lograr estos objetivos, ya que se ha visto que seleccionando los componentes adecuados, es posible interferir a través de ellos en los mecanismos que participan en el proceso digestivo de un lípido, y por lo tanto lograr finalmente manipular la liberación o incluso la absorción de los lípidos emulsionados. Uno de los mecanismos que resulta esencial para que el proceso lipolítico progrese eficientemente, es la remoción y solubilización de los productos de la lipólisis llevada a cabo por las micelas de sal biliar (SB); de verse afectado este mecanismo, la reacción de lipólisis se inhibiría, frenando la digestión lipídica. Por lo tanto, si alguno de los componentes que forman la emulsión es capaz de interaccionar con las SB, interfiriendo en esta función clave, esto podría resultar una estrategia para controlar la digestión de los lípidos emulsionados. En el presente trabajo de tesis se estudió la interacción entre las SB y diferentes emulsionantes ampliamente utilizados en la industria alimentaria (β-lactoglobulina (βlg), Tween 80 (T80) y lecitina de soja) bajo condiciones que simulan las del duodeno, con la finalidad de evidenciar si estas interacciones modifican la estructura micelar de las SB, y por lo tanto, su capacidad de solubilización y trasporte de los productos de la lipólisis. Finalmente, se correlacionaron estas interacciones con la extensión y la velocidad de lipólisis de aceite de chía emulsionado con los diferentes emulsionantes. Además, teniendo en cuenta que la reacción de lipólisis ocurre en la interfase O/W, se analizó el área interfacial generada por cada emulsionante en la etapa duodenal, a fin de determinar también la influencia de esta variable sobre la cinética de lipólisis. Se demostró que todos los emulsionantes, independientemente de su naturaleza, fueron capaces de interaccionar con las SB. La combinación de distintas técnicas (dispersión dinámica de luz, microscopía electrónica de transmisión, potencial ζ y conductividad) permitió caracterizar los ensamblajes moleculares resultantes de las interacciones, modulados por las cantidades relativas de SB y de emulsionantes en solución. Se desarrolló una metodología novedosa que permitió determinar la solubilidad de ácidos grasos (AG) (principal producto de la lipólisis) en un medio acuoso como el que se encuentra en el duodeno, combinando técnicas de turbidimetría, dispersión dinámica de luz y determinación de oiling off. La misma fue empleada para determinar la capacidad de solubilización de un AG que presentaban las micelas de SB, como así también para evaluar cómo se veía afectado este rol fundamental con la presencia de los distintos tipos de emulsionantes a distintas concentraciones. El T80 mostró ser un emulsionante capaz de potenciar el rol de solubilización de las SB, y a su vez logro mantener la emulsión estable al pasar por la etapa gástrica de la digestión, lo que garantizó un gran área interfacial donde la lipasa pueda adsorberse. La combinación de estos dos fenómenos explicaría el motivo por el cual las emulsiones con T80 dieron lugar a velocidades y grados de lipólisis altos. Por su parte, la βlg pareció afectar ligeramente la capacidad de solubilización de las micelas de SB, siendo su efecto más notorio cuando se encontraba a altas concentraciones. A su vez si bien la emulsión estabilizada con la proteína se desestabilizó parcialmente durante la etapa gástrica, el área interfacial resultante fue suficiente para asegurar la máxima actividad enzimática, dando lugar a cinéticas de lipólisis parecidas a las del T80. Por último, la lecitina si bien afectó la estructura micelar de las SB, no pareció tener un efecto sobre el fenómeno de solubilización llevado a cabo por las mismas. Sin embargo, la fuerte desestabilización que sufre al atravesar la etapa gástrica de la digestión explicaría en gran parte el motivo por el cual las emulsiones con lecitina dieron lugar a valores de velocidad y alcance de lipólisis bajos. En conclusión, los resultados de la presente tesis muestran que la naturaleza del emulsionante seleccionado para formular la emulsión O/W impactó sobre la lipólisis del aceite de chía emulsionado. Si bien los mecanismos a través de los cuales los emulsionantes pueden influir en este proceso son variados, se pudo demostrar que el área interfacial presente en la etapa duodenal y la interacción emulsionante-SB resultan ser factores determinantes de la velocidad y/o alcance de la lipólisis. In recent decades, inadequate fat intake has become a global health problem. Overweight and obesity are physiological states that promote chronic and cardiovascular diseases. On the other hand, there are fatty nutrients, such as omega 3 fatty acids that, although they are essential for the proper functioning of the body, most diets do not allow adequate intake to be achieved. For this reason, it is currently trying to find a way to modulate the digestion and/or absorption of fats with two beneficial objectives for health: to reduce or delay the absorption of saturated and monounsaturated fats; and increase the bioavailability of healthy fatty nutrients and other bioactive compounds with a hydrophobic nature. The intelligent design of O/W emulsions can be a very useful tool to achieve these objectives, since it has been seen that by selecting the appropriate components, it is possible to interfere through them in the mechanisms that participate in the digestive process of a lipid, and therefore finally manage to manipulate the release or even the absorption of the emulsified lipids. One of the mechanisms that is essential for the lipolytic process to progress efficiently is the removal and solubilization of the lipolysis products carried out by the bile salt (BS) micelles; if this mechanism is affected, the lipolysis reaction would be inhibited, slowing down lipid digestion. Therefore, if any of the components that make up the emulsion are capable of interacting with BS, interfering in this key function, this could be a strategy to control the digestion of the emulsified lipids. In the present thesis work, the interaction between BS and different emulsifiers widely used in the food industry (β-lactoglobulin (βlg), Tween 80 (T80) and soy lecithin) was studied under conditions that simulate those of the duodenum, with the purpose of showing whether these interactions modify the micellar structure of BS, and therefore, their capacity for solubilization and transport of lipolysis products. Finally, these interactions were correlated with the extent and rate of lipolysis of chia oil emulsified with the different emulsifiers. Furthermore, taking into account that the lipolysis reaction occurs at the O/W interface, the interfacial area generated by each emulsifier in the duodenal stage was analyzed in order to also determine the influence of this variable on lipolysis kinetics. All emulsifiers, regardless of their nature, were shown to be capable of interacting with BS. The combination of different techniques (dynamic light scattering, transmission electron microscopy, ζ potential and conductivity) made it possible to characterize the molecular assemblies resulting from the interactions, modulated by the relative amounts of BS and emulsifiers in solution. A novel methodology was developed to determine the solubility of fatty acids (FA) (main product of lipolysis) in an aqueous medium such as that found in the duodenum, combining turbidimetry techniques, dynamic light scattering and determination of oiling off. This methodology was used to determine the solubilization capacity of FA presented by BS micelles, as well as to evaluate how this fundamental role was affected by the presence of different types of emulsifiers at different concentrations. T80 was shown to be an emulsifier capable of enhancing the solubilization role of BS, and in turn, it was able to keep the emulsion stable when passing through the gastric stage of digestion, which guaranteed a large interfacial area where lipase can be adsorbed. The combination of these two phenomena would explain the reason why the T80 emulsions gave rise to high rates and degrees of lipolysis. For its part, βlg seemed to slightly affect the solubilization capacity of BS micelles, its effect being most noticeable when it was at high concentrations. In turn, although the emulsion stabilized with the protein was partially destabilized during the gastric stage, the resulting interfacial area was sufficient to ensure maximum enzymatic activity, giving rise to lipolysis kinetics similar to those of T80. Lastly, although lecithin affected the micellar structure of BS, it did not seem to have an effect on the solubilization phenomenon carried out by them. However, the strong destabilization that it undergoes when passing through the gastric stage of digestion would largely explain the reason why emulsions with lecithin gave rise to low lipolysis rate and degree values. In conclusion, the results of the present thesis show that the nature of the emulsifier selected to formulate the O/W emulsion impacted on the lipolysis of the emulsified chia oil. Although the mechanisms through which emulsifiers can influence this process are varied, it could be shown that the interfacial area present in the duodenal stage and the emulsifier-SB interaction turn out to be determining factors of the speed and/or degree of the lipolysis. Fil: Naso, Julieta Natalia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Databáze: OpenAIRE
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