Digestibilidad, biodisponibilidad y nutrigenómica de compuestos bioactivos con potencial actividad antidiabética

Abstract

La presente tesis se propuso estudiar la influencia de un sistema de encapsulación y de una matriz alimentaria sobre la digestibilidad, bioaccesibilidad y actividad antidiabética de compuestos bioactivos (CBs), con el objetivo de contribuir a la prevención y/o el control de la diabetes mellitus tipo 2 (DM2). Para ello, se evaluó desde la síntesis y caracterización de sistemas nanoestructurados hasta su aplicación en un alimento modelo: pan blanco de molde. En primer lugar, se desarrollaron nanopartículas de proteína de clara de huevo capaces de vehiculizar aceites esenciales. Los nanocomplejos formados demostraron estabilidad fisicoquímica, eficiencia de encapsulación adecuada y efecto inhibitorio sobre enzimas clave en la fisiopatología de la DM2. Posteriormente, mediante la formación de coacervados con pectina de alto metoxilo, se mejoró la estabilidad y funcionalidad de los sistemas, lográndose una reducción significativa en la expresión de genes que codifican transportadores de glucosa en células Caco-2. Finalmente, los sistemas diseñados fueron incorporados en una matriz panificada, y su adición no comprometió las propiedades tecnológicas ni la aceptabilidad sensorial. A nivel funcional, los panes desarrollados conservaron parcialmente su actividad antioxidante tras la digestión in vitro, y, en algunos casos, se observó una modulación favorable de la liberación de glucosa. Se concluye que esta tesis proporciona evidencia científica sólida sobre una técnica de encapsulación para mejorar la estabilidad y funcionalidad de CBs, y demuestra la viabilidad de su aplicación en matrices panificadas, abriendo nuevas perspectivas en el diseño de alimentos funcionales dirigidos al abordaje de enfermedades metabólicas como la DM2.

This doctoral thesis aimed to investigate the influence of an encapsulation system and a food matrix on the digestibility, bioaccessibility, and antidiabetic activity of bioactive compounds (CBs), with the goal of contributing to the prevention and/or management of type 2 diabetes mellitus (DM2). To this end, the work progressed from the synthesis and characterization of nanostructured systems to their application in a model food: white sandwich bread. First, protein-based nanoparticles derived from egg white were developed as carriers for essential oils. The resulting nanocomplexes exhibited suitable physicochemical stability, adequate encapsulation efficiency, and inhibitory activity against key enzymes involved in the pathophysiology of DM2. Subsequently, the formation of coacervates with high methoxyl pectin further enhanced the systems’ stability and functionality, achieving a significant downregulation of the expression of glucose transporter genes in Caco-2 cells. Finally, the designed systems were incorporated into a baked matrix, and their addition did not compromise the technological properties or sensory acceptability of the bread. Functionally, the developed breads retained partial antioxidant activity after in vitro digestion, and in some cases, a favorable modulation of glucose release was observed. In conclusion, this thesis provides solid scientific evidence supporting an encapsulation strategy to improve the stability and functionality of CBs and demonstrates the feasibility of applying such systems in baked food matrices, opening new perspectives for the development of functional foods aimed at addressing metabolic diseases such as DM2.