Diseño de un ingrediente funcional en polvo con probióticos y aceite de langostino como adyuvante para el tratamiento de enfermedades intestinales inflamatorias

Abstract

En las últimas décadas, el aumento de la demanda de alimentos ha incrementado la generación de descartes agroindustriales, promoviendo la búsqueda de estrategias para su valorización. En este contexto, la recuperación de compuestos bioactivos a partir de descartes representa una alternativa sostenible para el desarrollo de ingredientes funcionales. El aceite de langostinos constituye una fuente de ácidos grasos omega-3 y astaxantina, compuestos con reconocidas propiedades antiinflamatorias, cuyo efecto podría potenciarse mediante su combinación con probióticos. Sin embargo, su elevada susceptibilidad a la oxidación requiere el desarrollo de sistemas de encapsulación que preserven su estabilidad. El objetivo de esta tesis fue diseñar sistemas bicomponentes de aceite de langostinos y la cepa potencialmente probiótica Bifidobacterium animalis subsp. lactis, utilizando emulsiones multicapa y diferentes métodos de deshidratación para obtener encapsulados sólidos y evaluar su potencial bioactivo. Se formularon emulsiones O/W con proteína de soja, quitosano y maltodextrina, que fueron deshidratadas por secado por aspersión y liofilización. Se caracterizaron las emulsiones y encapsulados, evaluando sus propiedades fisicoquímicas, morfológicas y la estabilidad oxidativa. Asimismo, se encapsuló la cepa probiótica mediante secado por aspersión y se determinó su viabilidad durante el proceso y el almacenamiento. Los sistemas se combinaron para formular el sistema bicomponente que fue evaluado durante el almacenamiento y frente a digestión gastrointestinal simulada in vitro. Los digestos presentaron actividad citotóxica y antiproliferativa sobre las líneas tumorales HepG2, HT-29 y Caco-2. Estos resultados aportan conocimiento sobre los compuestos bioactivos extraídos de los descartes del langostino y el desarrollo de ingredientes funcionales con potencial bioactivo.

In recent decades, rising demand for food has led to an increase in agroindustrial waste, prompting the search for strategies to recover its value. In this context, the recovery of bioactive compounds from waste represents a sustainable alternative for the development of functional ingredients. Shrimp oil is a source of omega-3 fatty acids and astaxanthin, compounds with recognized anti-inflammatory properties, whose effects could be enhanced by combining them with probiotics. However, its high susceptibility to oxidation requires the development of encapsulation systems that preserve its stability. The objective of this thesis was to design bicomponent systems consisting of shrimp oil and the potentially probiotic strain Bifidobacterium animalis subsp. lactis, using multilayer emulsions and different dehydration methods to obtain solid encapsulates and evaluate their bioactive potential. O/W emulsions were formulated with soy protein, chitosan, and maltodextrin, which were dehydrated by spray drying and freeze-drying. The emulsions and encapsulates were characterized by evaluating their physicochemical and morphological properties, as well as their oxidative stability. Additionally, the probiotic strain was encapsulated via spray drying, and its viability was determined during the process and storage. The systems were combined to formulate a bicomponent system, which was evaluated during storage and against simulated in vitro gastrointestinal digestion. The digests exhibited cytotoxic and antiproliferative activity against the HepG2, HT-29, and Caco-2 tumor cell lines. These results provide insights into the bioactive compounds extracted from shrimp by-products and the development of functional ingredients with bioactive potential.