Modelo de digestão in vitro / células caco-2 para estimar a biodisponibilidade do ferro em formulações contendo Fe-peptídeos

Abstract

O ferro constitui um dos elementos traço essencial da nutrição humana. Dado ao elevado percentual de indivíduos deficientes em ferro, tem ocorrido grande interesse no estudo do potencial de novos peptídeos quelantes de metais, os quais, ao serem disponibilizados como suplementos alimentares apresentem estabilidade e biodisponibilidade do mineral. Este projeto teve como objetivo avaliar a bioacessibilidade e biodisponibilidade do ferro complexado à peptídeos (ativo), das micropartículas contendo ativo e das formulações contendo as micropartículas. Os peptídeos de baixo peso molecular foram obtidos a partir das proteínas do soro de leite hidrolisadas com alcalase® . Para compor o ativo foram estudadas diferentes proporções de peptídeos para ferro, para a formação de complexos Fe-peptídeo, assim como o material de parede. As micropartículas foram obtidas pela técnica de spray drying tendo como material de parede a maltodextrina e a polidextrose. As misturas secas para bebidas, contendo micropartículas com complexos de Fe-peptídeos, foram elaboradas nos sabores de tangerina, morango e chocolate. Todos os complexos, micropartículas e formulações foram caracterizadas e avaliadas quanto à bioacessibilidade e biodisponibilidade do ferro in vitro, segundo métodos de solubilidade, dialisabilidade e cultura de células (Caco-2). Foi selecionada a proporção de 10:1 de peptídeo: ferro, pois apresentou desempenho desejável no processo de disponibilizar o mineral para os diferentes ensaios de bioacessibilidade (93 % de Fe solúvel, 89% de Fe solúvel após digestão; 49% de Fe dialisado) e biodisponibilidade (56 %). O complexo Fe-peptídeo apresentou maior solubilidade (39,12%), bioacessibilidade (19,84 %) e biodisponibilidade (34,85 %) que o sal de sulfato ferroso (10,17%;12,86%; 9,72%, respectivamente). Foi testada a otimização do método de ARGYRI et al, 2009 através da adaptação do método da digestão de MINEKUS et al (2014) para o sistema de ARGYRI et al (2009) que ratificou os resultados obtidos pelo método de digestão de ARGYRI, para as diferentes proporções avaliadas neste estudo. O método de ARGYRI se mostrou preditivo para absorção do ferro para o modelo celular com linhagens de Caco-2. A presença de ácido ascórbico e cítrico nas formulações de tangerina e morango contribui para a absorção do ferro segundo os resultados obtidos para a bioacessibilidade (36,76 %; 29,98 %, respectivamente) e estimativa de biodisponibilidade do mineral (80,53%; 84,13% respectivamente). O sabor chocolate mostrou desfavorável a disponibilização do ferro (14,31% Fe dialisado e 33,63% biodisponível), provavelmente devido a presença do cacau e goma para prover a consistência viscosa característica da bebida. Tanto as micropartículas como as formulações foram efetivas em disponibilizar o ferro.

Iron is one of the essential trace elements of human nutrition. Given the high percentage of iron-deficient individuals, there has been great interest in the study of the potential of new metal chelating peptides, which, when made available as food supplements, present stability and bioavailability of the mineral. This project aimed to evaluate the bioaccessibility and bioavailability of the complexed iron to peptides (active), the microencapsulated active and the microcapsules containing the active added to formulations. Low molecular weight peptides were obtained from whey proteins hydrolyzed with alcalase®. To compose the active, different proportions of iron peptides were studied for the formation of Fe-peptide complexes, as well as the wall material. The microparticles were obtained by the spray drying technique having as a wall material maltodextrin and polydextrose. Three flavors of dry beverage mixtures containing microparticles with Fe-peptide complexes were prepared. The formulations were elaborated with tangerine, strawberry and chocolate flavors. All complexes, microcapsules and formulations were characterized and evaluated for bioavailability and bioavailability of iron in vitro, according to methods of solubility, dialysability and cell culture (Caco-2), respectively. The 10: 1 ratio of peptide: iron was selected because it presented a desirable performance in the process of making the mineral available for bioacessibility assays (93 %; 89%; 49%) and bioavailability assays (56 %). The microencapsulation process of the Fe-peptide complex presented higher solubility (39,12%), bioacessibility (19,84 %) and bioavailability (34,85 %) than the ferrous sulfate salt (control sample) for the three assays (10,17%;12,86%; 9,72% respectively). The adaptation of the digestion method of Minekus et al (2014) to the system of ARGYRI et al (2009) ratified the results obtained by the ARGYRI digestion method, for the different proportions evaluated in this study. The ARGYRI method was shown to be predictive of iron uptake into the cell model with Caco-2 strains. The presence of ascorbic and citric acid in mandarin and strawberry formulations contributes to the absorption of iron according to the results obtained for the bioaccessibility (36,76 %; 29,98 %, respectively) and estimation of mineral bioavailability (80,53%; 84,13% respectively) The chocolate flavor showed unfavorable availability of the iron (14,31% dialysed and 33,63% bioavailable), probably due to the presence of cocoa and gums to provide the viscous consistency characteristic of the beverage. Both the microparticles and the formulations were effective in making the iron available.