Nuevas estrategias para incrementar la calidad nutricional de productos de panadería. Efecto sobre el contenido de fitatos y la biodisponibilidad de hierro en caco-2

Abstract

[EN]Whole cereal products, particularly breads, are valuable sources of dietary fibre, vitamins, minerals and phytochemical compounds. However, the bioavailability of minerals differs mainly due to the presence of phytate, which could decrease mineral bioavailability. Phytate is predominantly present in unprocessed food, but can be degraded during the germination of seeds or food processing. Hydrolysis of phytate to partially phosphorylated myo-inositol esters is a way to overcome the negative effect of phytate on mineral absorption. Many investigations have been carried out to reduce the amount of phytate in foods by different processes and/or the addition of exogenous phytases. The main objective of this investigation was to improve the nutritional value of bakery goods through new strategies for developing high quality products, providing more dietary fibre and higher mineral bioavailability. The inclusion of wheat bran at different levels and particle size with α-amylase and phytase enzymes; the use of phytase-producing bifidobacterial strains as new bakery starters; and the utility of whole amaranth flour as a potential nutritious breadmaking ingredient were the strategies proposed in order to reach the main goal. The nutritional, technological and sensorial quality of final products was evaluated. The effect of formulation on the phytate/mineral molar ratio, the iron dialyzability and ferritin formation in Caco-2 cells as a measure of cell Fe availability were also assessed. Combining wheat bran with amylolytic enzymes and phytase decreased the negative effect of bran addition on the rheology of the product and improve the hydrolysis of phytates. The use of phytase-producing bifidobacteria (GRAS/QPS), either through direct and indirect process, produced breads with similar characteristics in terms of technological and sensory quality comparing to controls, but with significantly lower amount of phytates. For preserving the product quality and increase the nutritional value, the amount of amaranth flour in bread formulation reached at a compromise value. The strategies investigated allowed to improve the nutritional value of new bakery products by including gradually whole grain flours, increasing the mineral and natural fibre contents, and decreasing the residual phytate with better iron accessibility. Iron bioavailability still was negatively affected by low residual phytate content, so further refinement of these developments is encouraged for reaching negligible levels or complete dephytinization in order to improve iron uptake.

[ES]Los productos de cereales con grano entero, en particular el pan, son fuentes de fibra dietética, vitaminas, minerales y compuestos fitoquímicos. Sin embargo, la biodisponibilidad de los minerales se afecta principalmente debido a la presencia de fitatos que reducen su absorción. El fitato se encuentra principalmente en los alimentos no procesados, pero puede ser degradado durante la germinación de las semillas o el procesado de alimentos. La hidrólisis del fitato a fosfatos de mio-inositol de menor grado de fosforilación es una manera de reducir su efecto negativo sobre la absorción de minerales. Muchas investigaciones han intentado reducir la cantidad de fitatos en los alimentos mediante diferentes procesos o adición de fitasas exógenas. El objetivo principal de esta investigación fue incrementar el valor nutricional de los productos derivados de cereales a través de nuevas estrategias para la elaboración de productos de panadería de alta calidad, proporcionando más fibra dietética y una mayor biodisponibilidad de minerales. La inclusión de salvado de trigo en diferentes niveles y tamaño de partícula, con α-amilasa y fitasa; el uso de bifidobacterias productoras de fitasa como nuevos iniciadores panarios; y la utilización de harina integral de amaranto como ingrediente nutritivo en panificación, fueron las estrategias propuestas para alcanzar el objetivo principal. Se evaluó la calidad nutricional, tecnológica y sensorial de los productos desarrollados. Asimismo, se estudió el efecto de la formulación en la relación molar fitato/mineral, la dializabilidad del hierro y la biosíntesis de ferritina en células Caco-2 como una medida de la absorción de este mineral. El salvado de trigo, en combinación con enzimas amilolíticas y fitasa, disminuyó el efecto negativo en la reología del producto y mejoró la hidrólisis de los fitatos. El uso de bifidobacterias productoras de fitasa (GRAS/PQS), tanto en proceso directo como indirecto, produjo panes con características tecnológicas y sensoriales similares a los controles, pero con una cantidad menor de fitatos. Se consiguió una proporción de compromiso de harina de amaranto en la formulación de pan para preservar la calidad del producto e incrementar su valor nutricional. Las estrategias investigadas permitieron mejorar nutricionalmente los nuevos productos de panadería mediante la inclusión gradual de salvado o harinas integrales, el incremento del contenido en minerales y fibra, y la reducción del fitato residual, mejorando la accesibilidad de hierro. La biodisponibilidad del hierro se vio afectada negativamente a pesar de la baja concentración de fitato residual, por lo que se propone optimizar los procesos para alcanzar una mayor reducción de fitatos que no influya en la absorción de este mineral.