Bebida hidratante para deportistas y otros alimentos

1Bebida hidratante para deportistas

Nahum Castellanos Pérez

Bebida hidratante para deportistas y otros alimentosalternativos con prebióticos del agave

2 Bebida hidratante para deportistas

Salvador Jara GuerreroGobernador del Estado de Michoacán

Miguel López MirandaSecretario de Finanzas y Administración

Víctor Manuel Magaña GarcíaSecretario de Seguridad Pública

Luis Gálvez AntúnezSecretario de Desarrollo Económico

Carlos Javier Ávila PedrazaSecretario de Turismo

Eugenio Candelario Treviño GarcíaSecretario de Desarrollo Rural

Jaime Camacho MorenoSecretario de Comunicaciones y Obras Públicas

Ivo Antonio Gutiérrez PulidoSecretario de Urbanismo y Medio Ambiente

Armando Sepúlveda LópezSecretario de Educación

Marco Antonio Aguilar CortésSecretario de Cultura

Carlos Esteban Aranza DonisSecretario de Salud

Horacio Guillermo Díaz MoraSecretario de Política Social

Martha Josefina Rodríguez CasillasSecretaria de Pueblos Indígenas

Marisol Aguilar AguilarSecretaria de la Mujer

Luis Carlos Chávez Santa CruzSecretario del Migrante

Ana Brasilia Espino SandovalSecretaria de los Jóvenes

José Martín Godoy CastroProcurador General de Justicia

Alexandro López CárdenasCoordinador de Planeación para el Desarrollo

Carlos González VelázquezCoordinador de Contraloría

Georgina Morales GutiérrezCoordinadora General de Comunicación Social

Gobierno del Estado

DIRECTORIO


Esther García Garibay

Directora General

Alejandro Martínez Fuentes

Subdirector de Fomento y Planeación

Rubén Salazar Jasso

Subdirector de Vinculación y Desarrollo Tecnológico

Lilia Vázquez Diego

Subdirectora de Difusión

DIRECTORIO CECTI


Bebida hidratante para deportistas y otros alimentos alternativoscon prebióticos del agaveCuadernos de Divulgación Científica y Tecnológica del ConsejoEstatal de Ciencia, Tecnología e Innovación de MichoacánC+Tec. Innovación es solución a mi alcanceSerie 2015, cuaderno número 8

Nahum Castellanos PérezDepartamento de Ingeniería Química y BioquímicaInstituto Tecnológico de Jiquilpan

Primera edición, 2015D.R. Consejo Estatal de Ciencia, Tecnología e Innovación de MichoacánCalzada Juárez No.1446, Col. Villa Universidad C.P. 58060, Morelia, Michoacán, Méxicocecti.michoacan.gob.mx

ISBN de la serie: en trámiteISBN del cuaderno: en trámite

Coordinación General:Esther García GaribayDirectora General del Consejo Estatal de Ciencia, Tecnologíae Innovación de Michoacán

Nahum Castellanos PérezDepartamento de Ingeniería Química y BioquímicaInstituto Tecnológico de Jiquilpan

Edición:Lilia Vázquez DiegoJulieta Piña Romero

Diseño editorial, diseño gráfico y formación:María Bernardette Arroyo Gaona

Las opiniones expresadas en este documento son de exclusiva responsabilidad de los autores y no representan necesariamente la opinión del CECTI. Se autoriza la reproducción parcial o total, siempre y cuando se cite la fuente de referencia.


El agua, origen de la vida

¿Por qué se pierde agua y sedeshidratan las personas?

Quizás sólo después del oxígeno del aire, el agua es el elemento más indispensable para mantener la vida; se encuentra de manera natural y en mayor cantidad que en otros planetas en el nuestro: el planeta azul, del cual ocupa casi tres cuartas partes. El agua es el componente básico de muchas formas de vida, tanto de organismos vegetales como de animales y microbianos; es un regulador de la temperatura ambiental y corporal; está encargada de purificar con la lluvia el aire que respiramos; además, tiene la capacidad de eliminar las toxinas del organismo mediante el sudor o la orina.

El agua es responsable de que todas las funciones biológicas de nuestro organismo se lleven a cabo de manera efectiva: transporta los nutrientes y el oxígeno hasta la célula; lubrica nuestros ojos, nariz, garganta, oídos, articulaciones; protege nuestros tejidos y órganos; nos da saciedad; evita el estreñimiento; en general, es indispensable para todas nuestras funciones corporales: la respiración, digestión, absorción de nutrimentos, circulación sanguínea y excreción.

Sin agua, una persona no podría sobrevivir más de tres días en un clima caluroso. Así que podemos afirmar, sin temor a equivocarnos, que el agua es vida y resulta elemental tratar de tener un balance hídrico adecuado en nuestro organismo, especialmente si somos deportistas.

Por ello, en este cuaderno de divulgación nos interesó poner al alcance de los lectores el proceso y la tecnología que en el Instituto Tecnológico de Jiquilpan (ITJ) utilizamos para formular una bebida hidratante para deportistas que —como ninguna otra en el mercado — favorece una rápida hidratación, ofrece la energía necesaria para dar el plus que muchos deportistas requieren, controla de la acidez ocasionada por la actividad física extrema, es una fácil fuente de energía metabolizable que no incrementa los índices glicémicos; y, además, incorpora los prebióticos y probióticos necesarios para una vida saludable. Pero vayamos por partes: lo primero es saber cómo el organismo gana y pierde agua.

Los seres vivos estamos compuestos, fundamentalmente, de agua: de 95 a 98% del organismo de las algas y medusas es agua; de 90 a 95% del de las lechugas, espárragos y espinacas; hasta el 75% del de un bebé o el 55% del de un adulto. Por ello es que mantener los contenidos de agua —es decir, estar bien hidratado— es clave para mantener la vida.

El cuerpo humano está compuesto por una cantidad de agua que varía con la edad, el sexo


y la proporción entre tejido muscular y adiposo. Esta agua se pierde por factores que tienen que ver con el clima en que se vive, la edad que se tiene, la actividad que se desarrolla, la condición de salud y enfermedad, entre otros factores.

El contenido de agua es mayor en el varón que en la mujer, debido al mayor volumen de masa corporal y a la cantidad de tejido graso característico del organismo femenino, que requiere de una fuente concentrada de energía con fines de procreación; también es superior en las personas delgadas que en las obesas; de tal manera que a mayor proporción de grasa, menor contenido de agua.

El agua corporal total se encuentra en dos partes fundamentales: dentro de las células (líquido intracelular) y fuera de las células (líquido extracelular). Del 55 al 67% del agua corporal total de un adulto joven se encuentra en el interior de sus células (agua intracelular) y del 33 al 45% restante se encuentra fuera de las células (agua extracelular): 7% de plasma y 26% de fluidos intersticiales.

La conservación del equilibrio de agua intracelular y extracelular depende de la concentración de sustancias disueltas en el agua: sales minerales o electrolitos, proteínas y otros compuestos; los electrolitos de mayor importancia son el sodio, potasio, calcio y magnesio. El sodio se encuentra principalmente fuera de las células, es decir, en el líquido

extracelular, y cumple la función de mantener el volumen de agua en este espacio. Sin embargo, cuando se suda copiosamente se arrastra el agua del líquido extracelular, que contiene abundantes cantidades de sodio, y en menor proporción potasio, provocando su disminución en el organismo. De ahí la necesidad de reponer la perdida no sólo con agua sino con electrolitos (minerales) también.

El sudor, compuesto de agua más electrolitos, es el mecanismo mediante el cual el cuerpo dispersa el calor producido cuando los músculos empiezan a ejercitarse, produciendo un calor extra que debe ser liberado para mantener la temperatura corporal interna. Por ello es que beber agua con electrolitos y carbohidratos disminuye la percepción de esfuerzo, aumentando el volumen sanguíneo hacia zonas periféricas del organismo, lo que mejora la disipación de calor, aumentando el rendimiento deportivo.

Un complejo mecanismo osmótico se encarga de estabilizar el agua en el organismo, es decir, la relación entre el volumen de líquido extracelular e intracelular. La sensibilidad de este proceso es tal que un incremento de tan sólo 1 o 2% en la osmolalidad sanguínea provoca que el hipotálamo secrete una hormona llamada arginina vasopresina, encargada de estimular inmediatamente la sensación de sed.

El cuerpo pierde agua mediante dos mecanismos: las excreciones (sudor, orina, heces) y la que se


elimina mediante la respiración. Así, del 35 al 40% de la humedad del cuerpo que se pierde en la deshidratación se pierde por la respiración (16%) y la transpiración (20%), incrementándose esta pérdida con la actividad física, con la cual llega a perderse hasta un litro por hora, en actividad intensa. También se pierde agua al orinar (56%), ésta representa alrededor de litro y medio al día; y en las heces (8%), que llega a ser de 200 a 500 mililitros. Estas pérdidas de agua deben de ser repuestas cada día para evitar la deshidratación, por lo que el organismo las recupera mediante el agua que ingerimos en los alimentos, las bebidas y en la oxidación de nutrimientos (Tabla 1).

Son diversas las vías para perder agua corporal y, como vemos en la Tabla 1, sólo hay dos caminos para adquirirla: la producción de agua metabólica (oxidación de nutrimentos) y la ingesta en el consumo de una bebida o alimento.

Si el balance entre ingesta de agua y pérdida es negativo, se produce deshidratación. Con una pérdida superior al 1% del agua aparece la sensación de sed, y está clínicamente demostrado que una disminución de más del 2%

Tabla 1. Ingesta de agua en el cuerpo humano.Fuente: elaboración del autor.

reduce el rendimiento y la función mental (Tabla 2). Por ello, es necesario reponer diariamente el agua que se pierde, manteniendo lo que se conoce como equilibrio hídrico o electrolítico: equilibrio entre el agua que se elimina y la que se ingiere. Para que el organismo pueda mantener ese equilibrio desarrolla un mecanismo complejo en el que intervienen principalmente sales minerales (electrolitos).

Tabla 2. Efectos adversos de la deshidratación.Fuente: www.institut-eau.com


Una forma de saber si el consumo de agua que hacemos es el adecuado es mediante el color de la orina. Si la orina es clara o transparente, entonces el consumo de agua es el adecuado, debido a que no está concentrada con los productos de desecho del organismo, que ocasionan turbidez y color; en otras palabras, mientras más consumo de agua mejor eliminación de los productos de desecho en la orina.

Una correcta hidratación regula la temperatura corporal, favorece el transporte de nutrientes, elimina las toxinas a partir del sistema excretor (riñones y sudor, fundamentalmente), preserva también el buen estado de las articulaciones, de las mucosas y de la piel, que es la primera línea de defensa del cuerpo.

Las personas sedentarias pierden diariamente de 450 a 700 ml de agua por sudoración, además de electrolitos como el sodio y el potasio, y durante la actividad física o en climas cálidos esta cantidad se incrementa a 3 o 5 litros de agua por día. La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda que en condiciones de temperatura y actividad física moderada (deportistas de fin de semana), deben tomarse entre 2 y 2.5 litros de agua diaria, ingesta recomendable tanto para hombres como para mujeres.

Las bebidas energizantesEl consumo de bebidas energizantes se ha incrementado en los últimos años debido a la necesidad que tienen los jóvenes de recuperar la energía perdida o de que su organismo rinda un poco más de sus capacidades físicas normales —ya sea para estudiar en periodos de exámenes finales, para entregar un proyecto o trabajo profesional, para dar un plus en algún deporte o simplemente para seguir la fiesta.

Oficialmente ninguna de las sustancias que contienen las bebidas llamadas energizantes o estimulantes es revitalizadora, excepto la cafeína. La Norma NOM-218-SSA1-2011 define a la “bebida adicionada con cafeína”, cuyo caso es el de la bebida energizante, como producto elaborado por la disolución en agua para uso y consumo humano, de azúcares y de ingredientes opcionales que pueden o no tener aditivos, que pueden estar o no carbonatados y que tienen un contenido mayor de 20 mg y menor de 33 mg de cafeína por 100 ml de producto; esto no incluye al café, sucedáneos del café, té e infusiones de hierbas.

Excepto por las versiones sin azúcar, todas las bebidas energizantes contienen azúcares en forma de sacarosa, glucosa o jarabe de maíz alto en fructosa. Es importante saber esto porque el cerebro es metabólicamente dependiente de los niveles de glucosa, por lo que cambios

Las bebidas energizantes y lashidratantes: ¿cuál es la diferencia?


en la glucemia afectan la función neuronal. Se ha comprobado que la glucosa adicionada con una pequeña cantidad de cafeína mejora el rendimiento cognitivo.

De igual forma, se tiene evidencia científica de que la cafeína, contenida en la bebida energizante, mejora el rendimiento físico porque produce vasodilatación a nivel muscular, aumenta la respuesta contráctil al estímulo nervioso y disminuye la fatiga; inhibe en diferentes grados los neurotransmisores que emiten las sensaciones de cansancio y estimula aquellos relacionados con las sensaciones de bienestar y la concentración; produce pérdida de sueño, pues interfiere y bloquea el efecto de la adenosina, un químico en el cuerpo que es nuestra píldora natural para dormir; aunque también es un estimulante del sistema nervioso que provoca aumento en el ritmo cardiaco, hipertensión, temblor y, eventualmente, arritmia.

Otro componente común en las bebidas energéticas es la taurina, que es el aminoácido (componente esencial de las proteínas) intracelular más abundante en el cuerpo humano. La taurina está involucrada en la producción y funcionamiento de la bilis (líquido digestivo segregado por el hígado que resulta importante en el proceso de digestión de las grasas), por lo que facilita la absorción de las grasas, su transporte y utilización para obtener energía; también actúa como neurotransmisor, esto es, como una de las sustancias empleadas

por el sistema nervioso central para transmitir mensajes entre las neuronas y coordinar su actividad.

De acuerdo con la COFEPRIS (Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios), institución encargada de proteger contra riesgos sanitarios a la población en México, el problema de combinar bebidas energéticas con alcohol es que éstas enmascaran los efectos depresores del alcohol, pero el nivel de éste en el cuerpo y sus efectos nocivos no se reducen de ninguna manera. Por ello, la combinación puede provocar ansiedad, insomnio, trastornos del ritmo cardiaco e incluso intoxicación por ingesta excesiva.

Las bebidas energizantes proveen un alto nivel de energía, pero no compensan la perdida de agua. No se deben confundir con las bebidas hidratantes, ya que estas últimas son elaboradas a base de agua, azúcares (tales como glucosa, fructosa, sacarosa, maltodextrina) y electrolitos (sodio, potasio, magnesio, calcio), y se consumen principalmente para la hidratación tras la práctica intensa de algún deporte.

Las bebidas hidratantes La Norma NOM-218-SSA1-2011 define a las “bebidas para deportistas” como las bebidas saborizadas no alcohólicas, que son elaboradas por la disolución de sales minerales, edulcorantes u otros ingredientes con el fin de reponer el agua, energía y electrolitos perdidos por el cuerpo humano durante el ejercicio.


También establece que las bebidas para deportistas deben contener por lo menos sodio e hidratos de carbono en forma de azúcares, en las siguientes concentraciones: sodio entre 230 y 575 mg/L e hidratos de carbono (azúcares) máximo 80 g/L. Además, se permite el empleo de saborizantes naturales, sintéticos idénticos a los naturales y sintéticos artificiales, señalados en el acuerdo de aditivos conforme a las Buenas Practicas de Fabricación (BPF).

La mayoría de las bebidas hidratantes contienen carbohidratos (glucosa, fructosa, sacarosa y maltodextrinas) y pequeñas cantidades de electrolitos (entre los que destacan sodio, potasio, magnesio y calcio) en proporciones que no son comparables con los productos que se comercializan para tratar los procesos de deshidratación severa, los cuales en promedio contienen 4.6 g de sal, 25 g de glucosa y 2.1 g de citrato de potasio por litro de agua.

La Norma NOM-218-SSA1-2011 señala que no es recomendable que los niños ni los adultos mayores sustituyan su consumo habitual de líquidos por dichas bebidas hidratantes, debido a los problemas de sobrepeso y obesidad característicos en estos sectores, que son ya un problema de salud pública y que podrían agravarse debido a que muchas de las bebidas hidratantes y energizantes contienen altos contenidos de azucares, además de que la composición de estas bebidas cumple la función de reponer energía rápidamente tras haber experimentado un desgaste físico, actividad

que no es común en este sector de la población; para que una bebida proporcione hidratación debe ser absorbida rápidamente por el cuerpo.

La velocidad a la cual se absorben los fluidos depende de la rapidez con que el líquido deja al estómago y pasa al intestino delgado para ser conducido desde ahí al torrente sanguíneo. Las investigaciones realizadas en los últimos años demuestran que la combinación de carbohidratos y sodio es de suma importancia para la absorción intestinal rápida. Los carbohidratos se absorben y quedan disponibles como una fuente de energía para los músculos en actividad, sin embargo, bebidas con un alto nivel de carbohidratos (mayores a 19.2 g/porción y aporte energético superior a 76.8 Kcal/porción) no son recomendables durante el ejercicio, ya que pueden provocar náuseas y vómitos debido al desequilibrio de electrolitos o de insulina. Las bebidas hidratantes que actualmente se encuentran a la venta brindan un aporte energético de 56 a 76 kilocalorías por porción de 240 mililitros.

Debemos saber que cuando el organismo siente sed ya está ligeramente deshidratado. Para las actividades físicas intensas se recomienda tomar una bebida hidratante que contenga sodio, ya que este se pierde junto con el agua durante la sudoración intensa. La falta de sodio se llama hiponatremia y puede ser muy peligrosa.

El problema de la hidratación y la fuente de energía para dar un plus es fundamental en el


caso de los deportistas, ya que repercute en su rendimiento y su condición física, así como en su calidad y esperanza de vida. En este sentido, una bebida hidratante debe de suministrar los minerales necesarios para mantener el balance de electrolitos (Tabla 3).

A pesar de que existen diversas bebidas hidratantes en el mercado que contienen las sales minerales necesarias para una hidratación adecuada, no existe un producto para deportistas de alto rendimiento que tenga el balance osmótico adecuado para favorecer una rápida hidratación, que tenga la capacidad de regular el pH estomacal, que proporcione un plus de energía y que aporte los prebióticos y probióticos necesarios para una vida saludable. Por ello fue que surgió la necesidad de diseñar y producir una bebida, pensada especialmente para deportistas, que reuniera todas estas características.

Tabla 3. Sales minerales en una bebida hidratante.Fuente: http://institutoaguaysalud.es/agua-mineral-natural/

beneficios-segun-su-composicion/

Una bebida hidratante proveniente del Agave: Pro-water

Treinta municipios de Michoacán pertenecen, desde 1975, a la Denominación de Origen del Tequila (DOT), junto con los estados de Jalisco, Nayarit, Guanajuato y Tamaulipas. Por ello es que los productores de agave y los industriales dedicados a la producción de tequila dentro de esta región, deben registrarse ante el Consejo Regulador del Tequila (CRT) y seguir la normatividad establecida éste. En la producción del tequila participan 139 industrias que generan 1,002 marcas comerciales de tequila. El consumo de agave para la elaboración de tequila bajo el control del CRT fue, en 2014, de 1,125.1 millones de toneladas.


Los fructanos tienen una excelente capacidad para remplazar las grasas en los alimentos, por ello son utilizados en los alimentos ligth. Cuando se mezclan con agua forman un gel y ofrecen una estructura cremosa que da palatabilidad similar a la textura de los productos que contienen grasa, motivo por el cual son muy empleados en la industria láctea.

Otra cualidad que tienen los fructanos es que son considerados como prebióticos, y por consiguiente benéficos para el organismo al comportarse como fibra dietética, que llega a ser fermentada por las bifidobacterias en el colon, dando un aporte inmejorable a una vida saludable.

Teniendo esto en cuenta, en el ITJ se diseñó y desarrolló la tecnología necesaria para extraer y fraccionar fructanos de Agave (Agave tequilana weber variedad azul) que: favorecieran una rápida hidratación a través del balance osmótico adecuado dado por los fructanos de mediano peso molecular, dieran el aporte de la energía necesaria para recobrar la fortaleza física, regularan la acidez causada por el ejercicio extremo que suele provocar la formación de ácido láctico y calambres musculares, y que, a través de una fructosa de fácil absorción proporcionada por la miel de agave, no incrementaran los índices glicémicos. Adicionalmente, los fructanos se sometieron a un proceso biotecnológico para el desarrollo de próbioticos (saccharomyces boulardii) que, adicionados a la bebida, estimularan el sistema

Los agaves son ricos en azúcares denominados fructanos, por ser polímeros de fructosa. Estos fructanos están presentes en una gran variedad de alimentos que consumimos en una dieta habitual, como son: la cebolla, ajo, puerro, alcachofa, esparrago, cebollines, plátano, toronja, trigo, centeno, avena, cebada, entre otros (ver Tabla 4).

Figura 1. Planta de Agave tequilana weber variedad azul.Foto: Nahum Castellanos Pérez.

Tabla 4. Fuentes de fructanos.Fuente: Silver et al., 2003.


inmune del deportista. Con ello obtuvimos una bebida hidratante a la que llamamos Pro-water, cuyo proceso de elaboración explicaremos a continuación.

Para la formulación de una bebida hidratante con diferente actividad osmótica es necesario extraer de la piña de Agave sus azucares (fructanos). El Agave debe estar en edad de jima, que es cuando ha llegado a su plena madurez y contiene la mayor cantidad de azucares, aproximadamente de los 6 a los 8 años de vida. Esta extracción se realiza normalmente mediante un proceso de molienda (Figura 2) en donde es separado el jugo de Agave de la fibra o ixtle, ésta última es sometida a un proceso de difusión (percolación) para extraer los fructanos remanentes.

Tanto el jugo de Agave como su producto hidrolizado y concentrado (miel de Agave) son insumos necesarios para formular la bebida hidratante, sólo hace falta un componente más que regula la osmolalidad de la bebida: una fracción de fructanos separada del jugo. Para separar estas fracciones de fructanos contenidos en el jugo de Agave (Figura 3), se utilizó el procedimiento reportado por Castellanos-Pérez et al. (2012), el cual consiste en tratar el jugo concentrado con un gradiente de etanol y temperatura, separar la fase precipitada por decantación y centrifugación, y secar este precipitado para determinar su funcionalidad en

El juego de Agave tiene un rendimiento de extracción del 55 al 65%, con un contenido de solidos solubles de 28 a 35°Brix; un pH de 4.7 a

Figura 2. Proceso de extracción del jugo de Agave.Foto: Nahum Castellanos Pérez.

Tabla 5. Composición de carbohidratos en el jugo de Agave clarificado.Fuente: elaboración del autor.

5.2, con el contenido de azucares determinado por HPLC-RI mostrado en la Tabla 5; y un grado de polimerización promedio de 22. El contenido de fructanos expresado como inulina es alto; alrededor del 98%, y al ser hidrolizado, este fructano tiene un 95% de fructosa y un 5% de glucosa, lo cual lo hace altamente adecuado para personas con problemas de diabetes. Este fructano hidrolizado se conoce como miel de Agave.


La precipitación de los fructanos se debe a que se afecta la constante dieléctrica del agua (80 a 20°C) por el etanol (24 a 20°C) al generarse un gradiente de etanol y agua, lo cual afecta las fuerzas electrostáticas de atracción y hace que se precipiten los fructanos al bajar la temperatura, como lo muestra la Figura 4.

Con las fracciones de fructanos a diferentes concentraciones, y una vez establecida su actividad osmótica, se formularon diferentes bebidas hidratantes (Figura 5). La formulación fue establecida con base en las preferencias del mercado en sabores cítricos (naranja y limón), complementados con jugo de Agave clarificado y miel de Agave, además de las sales minerales que, por norma, toda bebida hidratante debe contener.

El proceso de extracción y fraccionamiento de los fructanos con características funcionales en una bebida hidratante hace este proceso único, el cual es perfeccionado al ser sometido a un proceso biotecnológico adicional para producir una alta cantidad de microorganismos probióticos con actividad funcional en el organismo del consumidor.

Pro-water es una bebida hidratante conocida como simbiótica debido a que su producción consiste en elaborar fructanos con diferente actividad osmótica, que son básicamente prebióticos (fructanos de Agave), los cuales son sometidos a un proceso biotecnológico de fermentación para el desarrollo de probióticos

la preparación de bebidas hidratantes a través de medir la osmolalidad del fructano mediante la siguiente expresión:

Osmolalidad =gramos de fructano

(Peso Molecular promedio) (Kg de Solución)

Figura 3. Fraccionamiento del jugo de Agave.Foto: Nahum Castellanos Pérez.

Figura 4. Fracciones precipitadas de fructanos del jugo de Agave.Foto: Nahum Castellanos Pérez.

Figura 5. Bebidas hidratantes formuladas con fructanos de Agave.Foto: Nahum Castellanos Pérez.


Existe un amplio mercado para las bebidas hidratantes debido a que un sector muy importante de la población las consume: los jóvenes, quienes buscan productos cada vez más

(microorganismos vivos) que favorecen el organismo del consumidor. Prebióticos y probióticos, en conjunto, dan lugar a una bebida hidratante simbiótica. El probiótico crecido en los fructanos de Agave es el saccharomyces boulardii, el cual se utiliza para el tratamiento y la prevención de la diarrea, incluyendo las diarreas infecciosas como son la diarrea por rotavirus en los niños, la diarrea causada por el crecimiento excesivo de las bacterias “malas” en el tracto gastrointestinal de los adultos y la diarrea “de viajero”; también se usa para prevenir y tratar la diarrea ocasionada por el uso de antibióticos, por lo que al incorporarlo en la bebida hidratante estimula el sistema inmune del deportista.

La ventaja de consumir una bebida como Pro-water es enorme, debido a que no sólo permitirá una rápida hidratación del deportista, sino que además le suministrará la energía necesaria para dar un plus en la actividad, con la ventaja competitiva de mejorar sus funciones fisiológicas.

Potencial de una bebida hidratante como Pro-water

saludables y más versátiles, que aporten salud y gusto al paladar, características que Pro-water proporciona con la calidad de sus sabores y con sus prebióticos y probióticos. Además, sabemos que los jóvenes buscan siempre un plus en los productos, plus que Pro-water brinda con el sistema osmótico de regulación de la capacidad de hidratación. Es por ello que esta nuestra bebida hidratante tiene un enorme potencial para penetrar con facilidad el mercado.

Por otra parte, la obtención de fructanos de Agave (prebiótico) que aporten fibra soluble en las bebidas hidratantes para mejorar la función digestiva y para bajar los niveles de triglicéridos y colesterol en sangre, que regulen también las características osmóticas de la bebida y faciliten la absorción de los minerales contenidos en toda bebida hidratante, al tiempo que mejoren la absorción de calcio y eliminen los microorganismos patógenos en el colon, es justo lo que podemos llamar ventaja competitiva en el mercado de las bebidas hidratantes.

Hasta el momento ninguna empresa ha formulado bebidas a base de fructanos de Agave que tengan diferentes características osmóticas, lo que le permite a una bebida como Pro-water dirigirse hacia diferentes consumidores, de acuerdo a la funcionalidad de las fracciones de fructanos de Agave. Esto representa una ventaja tecnológica que no está presente en las otras bebidas hidratantes, ya que al incrementarse la concentración de


Recuerde que con la edad se va perdiendo el contendido de agua en el organismo, también la facultad de percibir las señales de la sed, por lo que el mantenernos adecuadamente hidratados debe ser una costumbre, así que aquí se enlistan unos tips para mantenerse hidratado:

• Toma un vaso de agua en cada comida y entre cada comida.

• Hidrátate antes, durante y después del ejercicio con una bebida hidratante.

• Sustituye los refrescos y el alcohol por agua o bebidas hidratantes.

• Come frutas y verduras frescas en cantidades adecuadas.

compuestos activos en las otras bebidas, se ocasiona un aumento de la presión osmótica y por consiguiente una deshidratación en los consumidores; en cambio, con Pro-water se eliminan estos inconvenientes, pudiendo tener bebidas más concentradas sin tener una descompensación osmótica celular.

Actualmente Pro-water se encuentran en dos sabores: limón y naranja, en envase de 500 ml, con tapa cónica y chupón, para jóvenes; y con tapa de rosca para los adultos (Figura 6).

Figura 6. Envase y sabores cítricos de la bebida hidratante Pro-water.Foto: Nahum Castellanos Pérez.

Figura 7. Evento de innovación tecnológica en Tlajomulco de Zuñiga, Jalisco. Premio de primer lugar en la categoría de proceso.

Foto: Nahum Castellanos Pérez.

Pro-water concursó en el evento de innovación tecnológica 2014, etapa regional, celebrado en la ciudad de Tlajomulco de Zuñiga, Jalisco (Figura 7), siendo ganadora del primer lugar en la categoría de proceso.

Tips para tener una adecuadahidratación


Dado que los fructanos no son degradados por las enzimas digestivas, está demostrado que estos compuestos desempeñan la función de fibra dietética, por lo cual: no aportan calorías o en algunos casos solo alrededor de 1.5 Kcal/g; contribuyen a la salud del consumidor a través de la aceleración del tránsito del bolo fecal en el intestino, puesto que no son absorbidos; no alteran el índice glicémico ni las reservas de glucógeno; reducen la concentración de lipoproteínas de baja densidad; reducen la concentración del colesterol y trigliceridos en sangre; disminuyen la presión arterial e incrementan la absorción de iones Ca2+, Mg2+, Fe3+ y PO4

3- , entre otros. Los alimentos alternativos donde se pueden incorporar los fructanos del Agave (prebiotico), están determinados por la consistencia que presentan dos fracciones extraídas del jugo concentrado de Agave: una presenta una consistencia cremosa (Figura 8) que puede ser incorporada en productos donde se desee substituir la grasa y que continúe la sensación

Figura 8. Fracciones de fructanos de Agave. Izquierda: Consistencia cremosa. Derecha: Consistencia pegajos

y viscosa.Foto: Nahum Castellanos Pérez.

Alimentos alternativos a partir de los prebióticos del Agave

• Evita consumir alimentos salados, así como alcohol, ya que favorecen la deshidratación.

• Carga siempre una botella con agua o bebida hidratante; recuerda que la deshidratación produce dolor de cabeza.

cremosa al paladar, por ejemplo, en yogurth o helados sin grasa; la otra puede ser incorporada en donde se quiera tener una consistencia más espesa y pegajosa, como una cajeta o relleno de frutas de una barra de cereal.

Estas dos cualidades que presentan las fracciones de fructanos de Agave fueron aprovechadas por el ITJ para diseñar un producto denominado BioPan (Figura 9), que es un pan simbiótico debido a que proporciona prebióticos del Agave y probióticos. La consistencia cremosa se utilizó para sustituir la grasa en el pan, mientras que la consistencia pegajosa fue utilizada para elaborar cajeta de Agave que fuera horneable y que sirviera de relleno al pan. La presentación del pan por la que se optó fue en forma de lo que conocemos como “cuernito”.


BioPan participó en el XIV Foro Regional de Vinculación, celebrado en la ciudad de Morelia, Michoacán, en donde ganó el primer lugar, tal como se aprecia en la Figura 10.

El proyecto de BioPan participó también en el 3er. Evento Nacional de Innovación Tecnológica, celebrado en la ciudad de Aguascalientes, ganando el tercer lugar a nivel nacional en la categoría de proceso (Figura 11).

Figura 9. Pan simbiótico con relleno de cajeta de Agave.Fotos: Nahum Castellanos Pérez.

Figura 12. Microencapsulación de sustancias bioactivas con fructanos de Agave. Foto: Nahum Castellanos Pérez.

Figura 11. 3er. Evento Nacional de Innovación Tecnológica,Aguascalientes. Premio de tercer lugar al proyecto BioPan.

Fotos: Nahum Castellanos Pérez.

Figura 10. Foro regional de vinculación. Premio de primer lugaral proyecto BioPan. Fotos: Nahum Castellanos Pérez.

Otra aplicación de las fracciones de fructanos es en el encapsulamiento de sustancias bioactivas, por ejemplo, en el encapsulamiento de un prebiótico con un probiótico (Figura 12), en donde las microcapsulas formadas pueden ser incorporadas a una gama de alimentos funcionales, o bien ser consumidas directamente, sabiendo que llegaran intactas hasta el intestino delgado, donde serán asimiladas teniendo el efecto benéfico de las bifidobacterias.


Una aplicación más de las dos fracciones de los fructanos de Agave, desarrollada en el ITJ, fue el proyecto Bioamba, en el que se diseñó un chocolate tipo gourmet. En la elaboración de este chocolate se sustituyó la grasa por la fracción cremosa de los fructanos de Agave y se endulzó con miel de Agave en vez del azúcar que se usa en un chocolate convencional. El chocolate, además, se rellenó con un licor de zarzamora para el cual se utilizó la fracción viscosa del fructano. Este chocolate gourmet fue propuesto para incorporarse en una bebida de café con el objetivo de dar un toque distintivo al café de los pueblos mágicos, como el de Jiquilpan, Michoacán.


• Castellanos-Pérez Nahum, Martha Alicia Rodríguez-Mendiola, Pedro Luis López de Alba, Leticia López Martínez, Federico Antonio Gutiérrez-Miceli & Carlos Arias-Castro (2012), “Optimización de los procesos de extracción y fraccionamiento por grado de polimerización de fructanos, obtenidos a partir de Agave tequilana Weber var. azul, para la obtención de prebióticos”, en Gayana Botánica. Vol. 69 (Número Especial): pp. 31-39.

• González Hernández Luis Humberto, José Luis Montañez Soto, Martha Alicia Velázquez, Machuca, José Venegas González, Nahúm Castellanos Pérez (2014), “Differential Extraction of the Agave tequilana Weber Blue Fructans”, Journal of Chemical, Biological and Physical Sciences, JCBPS, Vol. 4, No. 5, pp. 107.

• Merck (1987), El manual Merck de diagnóstico y terapéutica, Barcelona: Doyma, S. A.

• Montañez Soto José Luis, José Venegas González, Luis Fernando Ceja Torres, Nahúm Castellanos-Pérez, Jorge Yañez-Fernández (2014), “Fractional Extraction of the Fructans Contained in the Agave tequilana Weber blue head based on their average degree of Polymerization”, Advances in Bioresearch, Vol 5 (3) September: pp. 107-113.

• Norma Oficial Mexicana NOM-218-SSA1-2011, Productos y servicios. Bebidas saborizadas no alcohólicas, sus congelados, productos concentrados para prepararlas y bebidas adicionadas con cafeína. Especificaciones y disposiciones sanitarias. Métodos de prueba.

• Revista del Consumidor en línea, “Estudio de calidad: Bebidas energéticas”, “Estudio de calidad: Bebidas hidratantes”, disponible en: www.revistadelconsumidor.gob.mx

Para saber más:


Agradecimientos

Al Tecnológico Nacional de México, sistema de educación tecnológica que fomenta la investigación científica y tecnológica con fines de generación de tecnología.

Al Instituto Tecnológico de Jiquilpan, en especial al Director Ing. J. Jesús Zalapa Alemán; a la Subdirectora Académica, M. en C. Rosalía Elvia Pérez Pereda; a la Jefa del Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica, Dra. Ana Esther Jiménez Alonso, por las facilidades otorgadas en el desarrollo de este proyecto, y por el apoyo para presentarlo y difundirlo en los diferentes eventos de innovación tecnológica.

A la empresa Productos Selectos de Agave de Jiquilpan, Michoacán, por brindarnos siempre el apoyo en el suministro de materias primas y productos elaborados, en particular al Ing. Francisco Rigoberto Casillas Lugones y la IBQ Cynthia Verónica Magaña Castro.

Al Consejo Estatal de Ciencia Tecnología e Innovación (CECTI) de Michoacán, por el apoyo y facilidades otorgadas para la realización del presente Cuaderno de Divulgación; de manera especial a la Lic. Margarita Blanco Velasco, por la motivación que me ha dado para desarrollarme en el campo de la divulgación de la ciencia.


Editado por el Consejo Estatal de Ciencia, Tecnología e Innovación de Michoacán (CECTI).

La edición estuvo al cuidado de la Subdirección de Difusión, en su composición se utilizó tipografía

Trebuchet MS.

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