MEJORADA BIOACCESIBILIDAD DE CURCUMINOIDES EN SUERO DE LECHE YOGUR EN COMPARACIÓN CON CURCUMINOIDES EN DISPERSIONES ACUOSAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERIA PESQUERA Y DE ALIMENTOS

PROFESOR: Ing. Marín Machuca Olegario

CURSO: Avances en ciencia y tecnología de alimentos

ALUMNO: Claudia Raquel Cajusol Vallejos

AÑO:

2016

Mejorada bioaccesibilidad de curcuminoides en suero de leche Yogur en comparación con curcuminoides en dispersiones acuosas

Shishanos Fu, Mary Ann Augustin, Luz Sanguansri, Zhiping Shen, Ken Ng, y Said Ajloun

RESUMEN

Curcuminoides tienen baja biodisponibilidad debido a la baja solubilidad acuosa. Se comparó la bioaccesibilidad de curcuminoides entregado en el yogur suero de leche en polvo a la de curcuminoides en una dispersión acuosa. El suero de la leche que contiene curcuminoides agregados (300 mg / 100 g, 0,3% w / w) se utilizó para la fabricación de yogur. Se midió el porcentaje de curcuminoides restantes en yogures después de la fabricación y después de la exposición a los fluidos gastrointestinales simulados, y en la bioaccesibilidad vitro de los curcuminoides. Curcuminoides eran estables durante la fabricación de yogur. Al final de in vitro la digestión, aproximadamente 11% de los curcuminoides entregados en el yogur se degradó en comparación con <1% de curcuminoides en una dispersión acuosa. Sin embargo, curcuminoides entregados en el yogur era 15 veces más que los curcuminoides bioaccesibles en dispersión acuosa. El pequeño cambio en las propiedades del yogur (disminución en el total de bacterias de ácido láctico cargos de <1 log y aumento de la viscosidad) con la adición de curcuminoides tiene que equilibrarse con los beneficios del aumento de bioaccesibilidad curcuminoides cuando se entregan en los yogures. Palabras clave suero de leche yogur, curcuminoides, bioaccesibilidad in vitro, la estabilidad, la viscosidad

Aplicación práctica: La incorporación de curcuminoides en polvo en el suero de leche antes de la fabricación de yogur resultó en un aumento de 15 veces en la bioaccesibilidad de curcuminoides en comparación con la de curcuminoides ordenadas. En consecuencia, es prevé que las técnicas y enfoques similares podrían seguirse para enriquecer el yogur regular con curcuminoides, para producir yogur saludable..

1. INTRODUCCIÓN

Curcuminoides son polifenoles que se encuentran en las raíces de cúrcuma (actual cuma longa), y que comprende principalmente la curcumina, demetoxicurcumina y bis-demetoxicurcumina. Curcuminoides han sido informado de que hydrophopbic con mala solubilidad acuosa (Tønnesen 2002). Además, curcuminoides solubilizadas son propensos a la degradación en un entorno acuoso a neutro y pH alcalino (Tønnesen y Karlsen 1985; Wang y otros 1997).Gupta y otros (2013) sugirieron que tal mala solubilidad acuosa y la estabilidad de los curcuminoides puede contribuir a su pobre la biodisponibilidad oral. Sin embargo, a pesar de todas estas físico y químico características Cal, se ha informado de curcuminoides para ofrecer muchos propiedades promotoras de la salud (Gupta y otros 2013), y el interés en el desarrollo de alimentos funcionales que contienen estos compuestos va en aumento.

La solubilidad y la estabilidad de los curcuminoides se pueden aumentar cuando se dispersan en matrices tales como emulsiones a base de lípidos (Ahmed y otros, 2012; Yu y Huang 2012), almidón modificado (Yu y Huang 2010), hidroxipropil metil celulosa (Chuah y otros 2014), proteínas de la leche (Yazdi y Corredig 2012), y suero de leche (Fu y otros, 2014). La biodisponibilidad puede ser también aumentada cuando se formulan en sistemas de suministro apropiados. Por ejemplo, las formulaciones que contienen lecitina-piperina curcuminoides y curcuminoides encapsulados en celulosa se han notificado a mejorar

la biodisponibilidad después de la administración oral en humanos (Antonio y otros 2008; Vitaglione y otros 2012).

El suero es un subproducto de la fabricación de mantequilla que contiene proteínas, fosfolípidos, grasa, lactosa y minerales. Tenemos previamente demostrado que solubiliza el suero de mantequilla y estabiliza curcuminoides (Fu y otros 2014). Los curcuminoides son más estables a pH ácido en comparación con pH neutro y alcalino (Tønnesen y Karlsen 1985; Wang y otros 1997), la opción de usar los alimentos ácidos para entregar curcuminoides es una estrategia que puede prevenir la degradación de la curcuminoides. En este trabajo, se examinaron los efectos de la incorporación de curcuminoides en el suero de leche antes de la fabricación de yogur. El yogur se eligió ya que tiene una imagen sana y además, se espera que los curcuminoides serán estables frente a la degradación cuando se unen a las proteínas de la leche y en el ambiente ácido del yogur (pH 4,6).

La adición directa de bioactivos en los sistemas lácteos afecta a la procesabilidad de la formulación y las propiedades del producto alimenticio final (Augustin y otros, 2010). Por ejemplo, la adición de polifenoles mejora la estabilidad al calor de la leche (O'Connell y Fox 1999) y la formación de gel afectada en el queso (Han y los demás 2011). La adición de extracto de cúrcuma (0,1% a 1,0% w / w) al yogur leche aumentó la firmeza del conjunto de yogur (Foda y otros 2007) mientras que la adición de té

verde y la infusión de té (5% a 10% v / v) al yogur leche altero la textura del yogur (Najgebauer-Lejko y otros 2014).  La incorporación de extracto de brotes de maní encapsulado enriquecida en resveratrol (0,25% a 1,00% w / w) resultó la disminución de la viscosidad del yogur batido (Lee y otros, 2013). Estas observaciones experimentales sugieren que la influencia de los polifenoles sobre la calidad de los productos lácteos es compleja y relacionada con el tipo de polifenol añadido, el nivel de fortificación y el método de la adición de la polifenol.

Bioaccesibilidad se refiere a la fracción de un compuesto que se libera de su matriz en el tracto gastrointestinal y está disponible para la absorción (Fernandez-Garcia y otros 2009). La bioaccesibilidad y la biodisponibilidad de bioactivos puede estar influenciada por la matriz alimentaria. Cuanto mayor bioaccesibilidad de polifenoles del té verde en la leche y el yogur en comparación con el queso estaba relacionado con la relativa mayor digestibilidad de la leche y el yogur al final de in vitro gastrointestinal la digestión (Lamothe y otros 2014).Estos autores también demostraron que las matrices lácteos mejoraron la estabilidad del té verde y los polifenoles durante la fase intestinal (Lamothe y otros 2014).

En este estudio, comparamos la bioaccesibilidad de curcuminoides entregado en el yogur suero de leche en polvo a la de curcuminoides en una dispersión acuosa. Los curcuminoides se dispersaron en el suero de leche antes de la fabricación de yogur y se midió el porcentaje de

curcuminoides restantes en yogures después de la fabricación de bioaccesibilidad vitro de los curcuminoides en el yogur y se determinó curcuminoides de polvo dispersas en tampón.Además, con el fin de comprender si la prestación de los curcuminoides en una forma más soluble altera la bioaccesibilidad, los efectos de disolución de los curcuminoides en etanol (EtOH) de la bioaccesibilidad de los curcuminoides pura o cuando se añade al suero de leche antes de yogur fabricado fueron examinados. El efecto de la curcuminoides añadidos en las propiedades del yogur (bacterias de ácido láctico total también se determinó el recuento y la viscosidad).

MATERIALES Y MÉTODOS

MaterialesLa mantequilla en polvo (32,5% de proteína, 8.4% de grasa, 50,1% de lactosa, y el 2,9% de humedad de acuerdo con las especificaciones) se obtuvo de queso y mantequilla de la fábrica Warrnambool (Allansford, Victoria, Australia). Curcuminoides se obtuvo en forma de una extracto de cúrcuma en polvo (Bio-curcuminR) de Arjuna Extractos Natural Ltd. (Alva, Kerala, India).Bio-curcuminR polvo contenido 88% (w / w) curcuminoides, (70% w / w curcumina, 16% w / w demetoxicurcumina, y 2% w / w bis-demetoxicurcumina) (Fu y otros 2014).El cultivo iniciador ABT-5 que contiene Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium spp., Streptococcus y termófilos fue de Chr. Hansen

(Hørsholm, Dinamarca). Agua de peptona tamponada, de Man deRogosa y el caldo de Sharpe (MRS, un medio no selectivo para el crecimiento de bacterias del ácido láctico), agar y un generador de gas AnaerGen de 2,5 litros eran de Thermo Scientific (Oxoid Ltd., Japón).La pepsina de mucosa gástrica porcina (P7000, Lot.019K1146, 453 unidades / mg de sólidos y 1079 unidades / mg de proteína), pancreatina de páncreas porcino (P7545, Lot.064K1451, 8 × especificación U.S.P), cloruro de sodio (NaCl), hidróxido de sodio (NaOH), disódico fosfato (Na2HPO4), fosfato monosódico (NaH2PO4), y cloruro de calcio (CaCl2) fueron de Sigma Aldrich (St. Louis, Mo., ESTADOS UNIDOS.). El extracto de bilis porcina era de Santa Cruz Biotecnología (Tex., EE.UU.). Alimentos de calidad de EtOH se obtuvo a partirWilmar bioetanol (Victoria, Australia). Acetonitrilo (HPLC grado), metanol (grado HPLC) y acetona eran de Merck (Darmstadt, Alemania). El ácido acético (pureza 99,7%) era de Optigen Científica (NSW, Australia).

Preparación de yogur

Una dispersión de suero de leche (14% de sólidos totales, w / w) se preparó reconstituyendo 142,3 g de mantequilla en polvo en agua Milli-Q que se hizo hasta 1000 g. El polvo se dispersa en agua a 45°C con agitación usando un agitador superior (Heidolph RZR 2051 control, Alemania) a 1000 rpm durante 30 min. Losdispersión se almacenó a 4 ° C durante la noche para obtener más

completa hidratación. El nivel de enriquecimiento elegido de curcuminoides en el yogurde 300 mg / 100 g de yogur (0,3% w / w). El nivel elegido para fortificación de yogur estaba dentro de la dosis oral diaria (0,036 a 8 g / d) de curcuminoides (o curcumina) previamente utilizado en diversos ensayos clínicos. Por ejemplo, Lal y otros (1999, 2000) probaron el efecto de la curcumina en 2 grupos de pacientes; el primero grupo de pacientes padecía uveítis anterior crónica, y la segunda de pseudotumores orbitales inflamatorias idiopáticas. Lo mismo autores informaron que la curcumina se administró por vía oral en tanto estudios en una dosis de 375 mg, 3 veces al día durante 12 semanas (1er grupo), y de 6 a 22 meses (2º grupo). Otro estudio realizado por Namratha y otros (2013) informaron que la curcumina se administró por vía oral a 500 hasta 8.000 mg / d durante 3 meses sin ningún efecto tóxico.Para curcuminoides dispersiones de suero de leche enriquecidos, los curcuminoides se añadieron a suero de leche o bien (i) directamente como polvo curcuminoides o (ii) curcuminoides previamente disuelto en EtOH (8,3 g de Bio-curcuminR en 50 g de EtOH a ultrasonidos durante 2 minutos usando un baño de ultrasonidos (Ultrasonics, Australia). La adición de alcohol (etanol) a los alimentos a nivel bajo (2% w / w en este estudio), se puede considerar como segura, por lo que el total consumida diariamente consume cantidades son dentro del legal permitida hace. De hecho, han informado de varios estudios el consumo que baja y moderada de alcohol (alrededor de 10 g / d) es seguro (Suter y Schutz 2008; Mena y Aryana 2012). A

pesar de que la concentración añadida de etanol a la leche antes de la fermentación fue 2%, la concentración de EtOH residual final en el yogur era no medido. Se puede esperar que el nivel de EtOH residual en el yogur sería inferior al 2% w / w como la leche que contiene los curcuminoides se calentó a 85 ° C durante 30 min antes de la la adición de los cultivos. Sin embargo, es el requisito legal que las etiquetas de los alimentos y bebidas que contengan más de un 0,5% de alcohol debe incluir una declaración que indique el porcentaje de alcohol el contenido en esa muestra de alimentos / bebidas (FSANZ 2014).

Las adiciones de EtOH fueron tales que la concentración final de EtOH en la leche yogur era 2% w / w. Para la fabricación del yogur, el suero de leche se calentaron hasta 60 ° C, se mezclaron a 44.000 rpm durante 20 min (mezclador Silverson L4R, MA, U.S.A.) y luego se trató térmicamente (85 ° C durante 30 min) antes del enfriamiento a 43 ° C y adición de cultivos para formar Yogurt A, B, C, y D(Figura 1). Dos repeticiones independientes se realizaron. Un cultivo ABT-5 se preparó mezclando 0,2 g de la cultura gránulos en 10 ml de dispersión de suero de leche (14% de sólidos totales, w / w) y de agitar durante 15 min en un baño de hielo. Esta solución de cultivo fue recién preparada antes de la fermentación. La cultura ABT-5 era añadido a un nivel de 0,2 g / L de suero de mantequilla yogurt. El suero de leche fue submuestreada (50 ml) en recipientes de plásticos separado y se incubaron a 43 ° C hasta que el pH alcanzó 4,6. Estos yogures establecidos se pusieron

en el baño de agua con hielo durante 30 minutos, se agitó a 200 rpm durante 20 s utilizando un mezclador (Heidolph RZR 2050, Alemania) y después se agitó manualmente (aproximadamente 20 veces) para obtener un producto uniforme.Los yogures agitados se almacenaron en un cuarto frío (4 ° C) durante la noche.Todos los análisis se completaron en 2 d de la fabricación de yogur. Los de sólidos totales de los yogures se estimaron usando un analizador de humedad (Sartorius AG, Alemania).

Análisis de yogurLa viscosidad aparente de yogures agitados se midió utilizando un viscosímetro Brookfield (modelo DV II, Brookfield Engineering Laboratories Inc., Mass.,U.S.A.) con un husillo de trayectoria helicoidal (No. D) (30 rpm a 4 ° C). La viscosidad aparente se tomó como la medición tuvo 10 s después de que el husillo había penetrado en la muestra.Para el examen de la producción de ácido láctico bacteriano (LAB), una muestra de yogur (1,0 ± 0,02 g) se diluyó con tampón de peptona (0,1% w / w, pH 7,2) para obtener 10-1 a 10-4 diluciones en serie. Los inóculos de estas muestras diluidas (100 L) se extendieron en placas sobre- placas de agar MRS predispuestas (52 g de caldo MRS y 10 g de agar por litro MilliQ de agua). Las placas se incubaron anaeróbicamente a 37 ° C durante 48 h siguiendo un método previamente publicado (Ding y Shah 2009). Se enumeraron las placas que contienen 25 a 250 colonias y el recuento total de LAB se expresó como log10 CFU / g yogurt.

Análisis de curcuminoidesLeche del yogur o yogur (aproximadamente 1,0 g) se mezclaron con 5 ml de acetona y a ultrasonidos durante 10 min en un baño de ultrasonidos(Ultrasonidos) antes de la centrifugación a 4000 rpm (2270 xg) durante 10 min a temperatura ambiente (aproximadamente 22 ° C) utilizando un Eppendorf Centrifugar 5702 (Eppendorf, NY, EE.UU.). El sobrenadante acetona acuosa que contiene el solubilizado curcuminoides se recuperó. El sedimento se volvió a extraer dos veces con acetona acuosa. Todos los extractos de acetona acuosas se combinaron para el análisis de curcuminoides usando un HPLC-DAD como descrito previamente (Fu y otros 2014). Esto proporciona una estimación de la estabilidad de los curcuminoides a la degradación durante fabricación de yogur. Los experimentos con muestras enriquecidas separadas se llevaron a cabo utilizando los mismos procedimientos de extracción para determinar la recuperación la eficiencia de suero de leche sin calentar y se calienta (85 ° C / 30 min) suero de la leche. La eficiencia de recuperación para los dos sin calefacción y se calienta suero de leche era de 96% a 97%.

Digestión in vitroLas muestras expuestas a la digestión in vitro incluyen (i) curcuminoides polvo en tampón de fosfato (pH 6,8), (II) curcuminoides en fosfato tampón que contenía EtOH (pH 6,8, 2% w / w EtOH), (iii) curcuminoides enriquecido yogur C (curcuminoides añaden como un polvo a suero de leche), y (iv) curcuminoides enriquecido yogur D (curcuminoides previamente disuelto en EtOH antes de la adición

de suero de leche). La muestra (5 g) se mezcló con 15 ml de fluido gástrico simulado (SGF) que contiene 2 g de NaCl y 7 ml 37% w / v de HCl por litro (PH 1,23) y 3,2 mg / ml de pepsina, y se incubaron en un baño de agua con 100 rpm a 37 ° C durante 2 h (Convención de Farmacopea de los Estados Unidos 2009). Después de la exposición a SGF, la mezcla se ajustó a pH 6,5 usando NaOH 1 M y se mezcla con 9,6 ml de simulada fluido intestinal (SIF) que contiene 3 ml de 2 M NaCl, 0,3 ml de 0,075 M de CaCl2, y 6,3 ml de 36,5 mg / ml de extracto de bilis en 5 mM de tampón de fosfato (Fu y otros 2015). El pH era de ajustado a 6,8 y luego 5,4 ml de 10 mg / ml en pancreatina. Se añadió tampón fosfato salino. Las muestras se incubaron a 37 ° C, 100 rpm durante 3 h y luego se coloca en un baño de hielo para detener la actividad de la enzima. Al final de los curcuminoides vitro período de digestión en eran extraída fromthe mezcla digerida conjunto con acetona y se cuantifica usando HPLC-DAD como se describe previamente (Fu y otros 2015). Esto proporcionó una estimación de los curcuminoides no degradadas. La resistencia de los curcuminoides a la degradación después de la exposición secuencial a SGF y SIF calcula utilizando la ecuación. (1).

Estabilidad de curcuminoides (%) = Masa decurcuminoides restantes en lamuestra digeridaMasade curcuminoidesen lamuestra antes de ladigesti ó nx 100 (1)

El método utilizado para la evaluación de bioaccesibilidad de los curcuminoides se basó en un procedimiento publicado previamente utilizado para evaluar la bioaccesibilidad de β-caroteno

(Salvia-Trujillo y otros 2013) y también utilizado previamente para examinar la bioaccesibilidad de curcuminoides realizadas en el suero de leche (Fu y otros2015). Brevemente, las muestras después de la digestión se centrifugaron a 4500 rpm (2700 xg) durante 40 min utilizando una centrifugadora Eppendorf 5702 (Eppendorf). El sobrenadante (1 ml), que contenía el solubilizados (o bioaccesibles) curcuminoides, se mezclaron con 5 ml de acetona y se cuantifica por HPLC-DAD (Fu y otros, 2014). Como los métodos de HPLC-DAD no era lo suficientemente sensible como para la muestra conteniendo

curcuminoides en polvo, la concentración curcuminoides en este acetona / mezcla sobrenadante se cuantificó la absorbancia a 425 nm utilizando un espectrómetro UV-Vis. la bioaccesibilidad se expresó como la siguiente ecuación:

Bioaccesibilidad (%) = Masa decurcuminoides enel sobrenadante

Masade curcuminoidesen lamuestra antes de ladigestiónx 100

Análisis estadísticoEl análisis estadístico se realizó mediante ANOVA de una vía, y se utilizó la prueba de Tukey para separar los medios a un nivel de confianza del 95%. El cálculo estadístico se procesa mediante un sistema Vassarstats.

Figura 1 - Preparación de yogures

YOGURT A YOGURT B (2% W/W EtOH)

YOGURT C YOGURT D

Resultados y discusiónFabricación de yogur y propiedadesTodas las leches yogur contenían 14,1% ± 0,1% de sólidos totales (w / w) y se fermentaron a

aproximadamente pH 4,6. La fermentación tiempo varió de 4 a 5,1 h, con suero de leche enriquecida curcuminoides que contiene 2% w / w EtOH (Yogurt D) que requiere la más tiempo de fermentación (5,1 h) (Tabla 1). No fue significativa (P <0,05) las variaciones en el yogur viscosidad aparente entre los diferentes

SUERO DE LA LECHE

AGUA ETANOL CURCUMINOIDES (POLVO Y AGUA)

CURCUMINOIDES SOLUBLE EN ETANOL

CALENTAR A 60° C

HOMOGENIZAR

PATEURIZAR A 85° C x 30 min

ENFRIAR A 43° C / ADICION DE CULTIVO

FERMENTACION pH 3.6

ENFRIAR 4°C / AGITAR

Curcuminoides enriquecido yogurt

Curcuminoides enriquecido yogurt (2% W/W EtOH)

yogures (Tabla 1). La viscosidad varió de 1,86 × 103 mPas en el yogur de control sin curcuminoides o EtOH (yogurt A) a 2,60 × 103

mPas en el yogur enriquecido curcuminoides (2% w / w EtOH) (yogurt D). La viscosidad del yogur agitado fue significativamente aumentaron (P <0,05), pero los recuentos de LAB fueron significativamente menor (P <0,05) en las preparaciones de yogur enriquecido curcuminoides.Además, el aumento de la viscosidad y menores recuentos de LAB fueron significativamente (P <0,05) más alta cuando se predisolvieron en curcuminoides EtOH antes de la adición de suero de leche, en comparación con cuando se añade directamente al suero de leche en forma de polvo. Tanto EtOH y curcuminoides tienen actividades antimicrobianas y fermentación LAB inhibido con los consiguientes efectos sobre las propiedades texturales de los yogures.

ViscosidadLa viscosidad de yogur afecta a sus propiedades sensoriales y es por lo tanto, un importante contribuyente al atractivo sensorial del producto.Hay una relación inversa entre el recuento de BAP y viscosidad. Podría esperarse una menor viscosidad cuando los recuentos de LAB son más altos, ya que hay un aumento de la proteólisis de las proteínas de suero de leche.El tratamiento térmico aplicado al suero de leche desnaturaliza la proteína de suero de leche, que causa un aumento en la viscosidad del yogur (Zbikowski y otros 1998). Otro factor que afecta la viscosidad es el estado de agregación de las proteínas inducida por el tipo de calor tratamiento que se da a la

leche yogur, yogur, donde hace leche UHT tiene un cuerpo más débiles que las hechas de la convencional proceso en el que se utiliza a baja temperatura mucho tiempo (85 ° C / 30 min) (Parnell-Clunies 1988). Esto puede estar relacionado con el hecho de que hay se incrementa la disociación de κ-caseína de la micela durante tratamiento UHT en comparación con el tratamiento térmico convencional (Singh y Fox 1985). Tanto la extensión de la desnaturalización de la proteína de suero de leche y el estado de agregación de las proteínas son susceptibles de ser afectados por la presencia de EtOH y curcuminoides añadido.Los polifenoles del té disminuyen β-lactoglobulina temperatura de desnaturalización y aumentar la exposición de grupos hidrófobos (Staszewski y otros 2012). Los curcuminoides agregados pueden tener un parecido efecto sobre la desnaturalización de proteínas de suero de leche, y por lo tanto alterar la textura del yogur. Otro posible factor que contribuye al aumento de la viscosidad en presencia de curcuminoides es el de puentes de hidrógeno mejorado la red resultante de las interacciones proteína-polifenol (Harbourne y otros 2011). Un cambio en las propiedades de la superficie de las micelas de caseína también puede modificar la viscosidad. El tratamiento térmico es un paso esencial en la preparación de la leche yogur. Calefacción hace que las proteínas de suero desnaturalizadas para asociarse con κ-caseína en el micela y esto modifica la superficie de la micela (Dalgleish y Corredig 2012). La presencia de polifenoles tales como el ácido cafeico en la leche inhibe la

disociación de κ-caseína de las micelas de caseína al calentarla (O'Connell y Fox 1999). Un cambio en la relación de κ- caseína en la micela de caseína y en la fase de suero también será espera que tenga un efecto sobre la viscosidad.La presencia de EtOH (2% w / w) en el suero de leche añadió antes para la fabricación de yogur mejorado la viscosidad aparente en yogures (Yogures B y D, Tabla 1). La adición de EtOH a causas leche el colapso de la capa cabelludo y promueve las interacciones de micelas de micelas (Horne 1984) .others encontró que la adición de 5% de EtOH(V / v) a la leche antes de la adición de cuajo el aumento de tiempo de coagulación y el módulo elástico (G ') de los geles de cuajo (O'Connell y otros 2006). La adición de concentraciones más altas de EtOH a yogur (2,5% a 7,5% v / v) después de la fermentación también se ha demostrado aumentar la viscosidad aparente de yogur (Mena y Aryana 2012).

Bacterias LABEl nivel de LAB, las principales especies de bacterias en el yogur, fue supervisado. La población LAB, como se mide por el número de unidades formadoras de colonias (UFC), fue menor en los yogures elaborados a partir de suero de leche que contiene curcuminoides (Yogur El yogur C y D) o de suero de leche con EtOH (yogurt B) en comparación con el control yogur del suero de mantequilla solo (Yogur A). El recuento total de LAB en yogur natural (yogurt A) era 6,45 log10 UFC / g, que se negó a 6,11 log10 UFC / g en el yogur a partir de suero de leche con 2% w / w EtOH (yogurt B). Sin embargo, los recuentos de LAB fueron inferiores

más pronunciada en los yogures hechos con polvo de curcuminoides añaden a suero de leche (yogurt C) y curcuminoides en predisolvieron EtOH antes de la adición de suero de leche (Yogurt D), siendo 5,75 y5,67 log10 CFU / g, respectivamente (Tabla 1).Los recuentos bajos de LAB en el yogur que contiene EtOH (Yogurt B), curcuminoides en polvo (yogurt C), y curcuminoides previamente disuelto en EtOH (Yogurt D), en comparación con el yogur sin curcuminoides o EtOH (yogurt A) demostraron claramente la inhibitoria efecto de EtOH (2% w / w) y curcuminoides (300 mg / 100 g leche yogur, 0.3% w / w) en el crecimiento microbiano (Tabla 1). Los resultados también mostraron que el efecto inhibidor de los curcuminoides (Yogurt C) (0,7 log de reducción) fue significativamente (P <0,05) mayor que la de EtOH solo (Yogur B) (reducción de 0,34 log). El mayor descenso en el recuento de LAB entre todos los yogures fue de 0,78 log UFC / g yogur en presencia de curcuminoides y EtOH (Yogurt D).Se observó que una pequeña inhibición del crecimiento bacteriano causado un aumento en el tiempo de fermentación. El tiempo necesario para alcanzar el valor pH dirigida (4,6) aumentó en 0,5 h en presencia de EtOH (yogurt B) o los curcuminoides (Yogurt C), mientras que en el presencia de ambos curcuminoides y EtOH, el tiempo de fermentación aumentó en 1,1 h (yogurt D) en comparación con el control sin curcuminoides o EtOH (Yogurt A) (Tabla 1). Estas observaciones son consistentes, ya que menores recuentos de LAB requerirían más tiempo para lograr el mismo nivel de fermentación.

Tabla 1- El tiempo de fermentación y las propiedades de los yoguresTabla 1- El tiempo de fermentación y las propiedades de los yogures

1 El tiempo de fermentación fue el tiempo requerido para alcanzar pH 4,6 a 43 ° C.Los números dentro de cada columna seguidos con diferentes letras de superíndice son significativamente diferentes a P <0,05.

Yogurtsólidos

totales enyogur (% w /

w)

Fermentacióntiempo 1 (h)

pH de yogur después de

almacenamiento durante la noche a

7-8 ° C

La viscosidad aparente(mPas)

El recuento total de

Yogurt A

(sólo los sólidos de suero)

Yogurt B

(2% w / w EtOH) (EtOH añadido al suero de leche)

curcuminoides enriquecido(polvo curcuminoidesañadido al suero de leche)

curcuminoides enriquecido(2% w / w EtOH)(curcuminoides en EtOH antes de adición de suero de leche)

13.9 ± 0.1a

13,9 ± 0.2a

14,1 ± 0,1a

14,3 ± 0,1a

4.0

4,5

4,5

5,1

4,53 ± 0,02

4,56 ± 0,02

4,61 ± 0,02

4,57 ± 0,01

(1,86 ± 0,08) x 103 a

(2,09 ± 0,09) x 103b

(2,27 ± 0,11) x 103c

(2,60 ± 0,12) × 103d

Yogurt C

Yogurt D

La disminución del número de recuentos de colonias de LAB (Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium spp., Streptococcus y termófilos) y aumento del tiempo de yogur de fermentación en presencia de EtOH (2% w / w) está relacionada con el estrés que tiene EtOH en la fisiología bacteriana. Un efecto inhibidor de EtOH (1% a 3% v / v) en el el crecimiento de Lactobacillus acidophilus ha sido reportado. La presencia de EtOH aumenta bacteriocina biosíntesis y bajo condiciones de estrés, el crecimiento bacteriano es más lento, lo que significa menos energía para el crecimiento y la energía más disponible para la producción de bacteriocina (Zamfir y Grosu-Tudor 2009). Es posible que la adición de EtOH puede estimular la producción de otros compuestos además de bacteriocinas durante la fermentación, que también influyen en la viscosidad.Se prevé que el efecto inhibidor de fenólico antimicrobiano antioxidantes contra el crecimiento microbiano estarán directamente relacionadas a la dosis aplicada. En nuestro estudio, una dosis única de curcuminoides se utilizó (0,3% w / w). La viabilidad de LAB, tales como Streptococcus mutantes y Lactobacillus acidophilus se redujo en presencia de 0,075% a 0,1% (w / v) curcuminoides (Ara'ujo y otros 2012).Una matriz de polifenoles inhibió el crecimiento de Salmonella entritidis, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes y hongos en la leche (O'Connell y Fox 2001). Estos efectos están relacionados con la inhibición de enzimas bacterianas, alteraciones en la permeabilidad de la pared celular, reducción de la tensión superficial y / o de la interfaz, y la quelación minerales esenciales de (O'Connell y Fox 2001). El impacto de polifenoles sobre las bacterias del yogur durante la fermentación también puede verse afectada por el tipo y la fuente de antioxidantes añadidos. Por ejemplo, la adición de polifenoles de bayas que se enriquecen con la cianidina

antes de la fermentación promover las actividades fermentativas de Streptococcus termófilos y Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, pero la adición de cianidina purificado puede ser perjudicial para la supervivencia de estos cultivos iniciadores (Sun-Waterhouse y otros 2013). Similar, el enriquecimiento de la leche con la oleuropeína (polifenoles de la oliva) no afectar el crecimiento de Lactobacillus plantarum y Lactobacillus brevis durante la fermentación (Zoidou y otros 2014).

Estabilidad de los curcuminoidesLa estabilidad de curcuminoides, según las estimaciones de la cantidad de curcuminoides originales restantes, después de la fabricación de yogur y después de la exposición secuencial de los yogures a fluido gástrico simulado (SGF) y fluido intestinal simulado (SIF) se muestran en la Tabla 2.

Porcentaje de curcuminoides restantes en el yogur después de fabricar. El porcentaje medido de curcuminoides restantes en el yogur después de la fabricación fue de entre el 95,1% y 96,3% (Yogurt C y D) (Tabla 2). Teniendo en cuenta que la recuperación de curcuminoides del suero de leche original de entre 96% y 97%, los datos sugieren que no había degradación mínima de curcuminoides durante la fabricación de yogur. Esto es debido ael pH durante la fermentación reducir el yogur y la protección de curcuminoides cuando se lleva en el suero de leche. curcuminoides son más estable como pH se reduce (Wang y otros 1997). Tenemos anteriormente muestran que los curcuminoides están protegidos contra la degradación en suero de leche (2% v / v EtOH) (Fu y otros 2014). experimentos separados mostraron que sólo el 84% del original cantidad de curcuminoides añadido se recuperó cuando curcuminoides se dispersaron en tampón solo (300 mg / 100 g de tampón, pH 6,8,

EtOH 2% w / w) y se sometió al mismo tratamiento térmico que la curcuminoides en presencia de suero de leche durante la preparación del yogurt. Esto demostró que el suero de leche mejoró notablemente la estabilidad de curcuminoides contra la degradación durante el calentamiento en la fabricación de yogur.

Porcentaje de curcuminoides que queda después de la exposición a fluidos digestivos simulados. La cantidad total de curcuminoides en la ingesta después de la exposición secuencial a gástrico simulado y intestinal fluidos proporciona una estimación de la resistencia a la curcuminoides a la degradación química como las enzimas presentes en el simulado no se espera que los fluidos gástricos e intestinales para degradar los curcuminoides.Curcuminoides en polvo dispersas en tampón sin EtOH era más estable a la exposición secuencial a SGF y SIF, con el 99,4% de la cantidad original recuperado (Tabla 2). Curcuminoides previamente disuelto en EtOH antes de la adición de tampón acuoso era el menos estable a la exposición secuencial a SGF y SIF, conSólo el 80,8% de la cantidad original se recuperó. curcuminoides tienen solubilidad limitada en solución acuosa, por tanto, a mantener la estabilidad, pero su solubilidad aumenta en presencia de 2% w / w EtOH (Sayanjali y otros 2014). La estabilidad de los curcuminoides fue significativamente mejorado en presencia de suero de leche en el yogur muestras, con un 88,5% a un 89,5% de la cantidad original recuperados. El porcentaje de curcuminoides degradado en el gástrico simulado y fluidos intestinales fue cercana al 11% e independiente de si se han añadido curcuminoides como un polvo o solubilizados en EtOH cuando se añade al suero de leche antes de la fermentación.Curcuminoides realizadas por yogur suero de leche eran más estables a la degradación durante el tratamiento de digestión in vitro en comparación cuando

los curcuminoides se presolubilizan en EtOH (Tabla 2). Insoluble curcuminoides presentados en tampón de fosfato fueron resistentes a la degradación, posiblemente debido a su baja solubilidad en los fluidos.La mejora de la estabilidad de curcuminoides contra la degradación en la presencia de yogur suero de leche cuando se expone a la sustancia química medio ambiente en los fluidos intestinales simulados se puede atribuir a la protección otorgada a los curcuminoides cuando están obligados a las proteínas de la leche (Fu y otros 2014).Otro factor que podría haber contribuido a la mejora de la estabilidad de curcuminoides contra la degradación cuando se presenta a simulado fluidos gastrointestinales es el pH más bajo de los fluidos yogur digeridos (PH 6,4) en comparación con la de curcuminoides presentó en tampón donde el pH de las muestras digeridas fueron más altos (pH 6,8). Los vida media (t1 / 2) de la estabilidad de los curcuminoides fue 3,5 veces mayor en pH 6,8 de pH 7,0 a 37 ° C y 10 veces mayor en pH 6,8 a pH 6,5 a 37 ° C, respectivamente (Wang y otros 1997; Suresh y otros 2013). En comparación con los efectos de la matriz en curcuminoidesla degradación, la presencia de EtOH en la leche yogur (2% w / w) tuvo poco efecto sobre la estabilidad de los curcuminoides durante in vitro digestión.

Muestra Cantidad curcuminoides restantes en el yogur

(mg / 100 g de muestra)

Curcuminoides en tampón (pH 6,8)(Polvo curcuminoide añadió abuffer)

Curcuminoides en tampón (pH 6.8 ,2% w / w EtOH) (curcuminoides disuelto en EtOH antes de la adicion de buffer)

Yogur C: curcuminoides enriquecido yogur (curcuminoides en polvoañadido al suero de leche)

Yogur D: curcuminoides enriquecido yogur (2% w / w EtOH)(curcuminoides en EtOH antes deadicionar de suero de leche)

n/a

n/a

283.3 ± 04.7a

288.1 ± 8.1a

9.51 ± 2.8

96.3 ± 2.7

Tabla 2- curcuminoides totales restantes en el yogur y después de la exposición secuencial gástrico simulado y fluidos intestinales.

Bioaccesibilidad de curcuminoidesBioaccesibilidad se evalúa como la porción de los compuestos solubilizados restante en la fase acuosa después de la eliminación de los materiales insolubles por centrifugación. Los compuestos en la fase acuosa fracción después de la digestión se consideran bioaccesibles ya que son disponibles para la absorción por las células epiteliales del intestino delgado.La Tabla 3 compara la cantidad inicial de curcuminoides en las muestras presentado a SGF SIF secuencial y tratamiento y su repartición en la fracción acuosa como curcuminoides bioaccesibles.

Bioaccesibilidad de ordenadas curcuminoides efectos de presencia de EtOH. La bioaccesibilidad del curcuminoid ordenada muestras sometidas a SGF SIF secuencial y la digestión fueron: 0,43%(curcuminoides en tampón, pH 6,8) y 12,39% (en curcuminoides tampón, pH 6,8, 2% w / w EtOH). Claramente, la solubilización EtOH de curcuminoides aumentado significativamente su repartición en el fracción acuosa en comparación con los curcuminoides en polvo en el simulado modelo de digestión. Estas diferencias están relacionadas con la solubilidad de los curcuminoides limpio como mal componentes solubles son no bioaccesibles. Es bien sabido que los componentes poco solubles no se bioaccesibles (Zhang y Zhou 2009).En nuestro estudio anterior, los curcuminoides bioaccesibles después devitro de la digestión gastrointestinal (en el estado alimentado con 10 mg de extracto de bilis/ mL digerido fluidos) fueron 45,6% para curcuminoides limpias, con EtOH (2% v / v) cuando la concentración de curcuminoides fue 0,06 mg / ml digesta final (Fu y otros, 2015). Este valor es diferente a la obtenida en el presente estudio (12,39% en curcuminoidbuffer con EtOH, 2% w / w) en la que fue el nivel de

curcuminoides más alta en la digesta final (0,42 mg / ml de digesta final).

Bioaccesibilidad de curcuminoides en el yogur efectos de predissolution de curcuminoides en EtOH. Yogur D hecho de suero de leche con curcuminoides previamente solubilizado en EtOH tenido bioaccesibilidad un poco más alto (7,34%) en comparación con yogurt C (6,24%) a base de suero de leche en polvo que contiene curcuminoides.Esta ligera diferencia en la bioaccesibilidad de curcuminoides entregado tanto en los yogures enriquecidos mostró que era bioaccesible y poco afectado por el modo de incorporación de los curcuminoides en el suero de leche en la fabricación de yogures.

Factores que afectan a la bioaccesibilidad de curcuminoides.La bioaccesibilidad de curcuminoides en el tracto gastrointestinal superior era una interacción entre la naturaleza de los curcuminoides, la susceptibilidad de curcuminoides a la degradación, la digestibilidad del yogur y la compartimentación de los curcuminoides entre el matriz de yogur y la fase acuosa de los fluidos digestivos.Bioaccesibilidad está influenciada por la solubilidad acuosa inicial así como la movilidad molecular. Un compuesto amorfo con movilidad de alto peso molecular tiene una velocidad de disolución más rápida que la de polimorfos cristalinos (Zhang y Zhou 2009). El comercial polvo curcuminoides utilizado en este estudio es cristalino (Sayanjali y otros 2014). En el estado cristalino, las moléculas son altamente organizados y los enlaces de hidrógeno intermoleculares ocultan la grupos polares y los resultados en mal disolución acuosa de resistir interacciones con el agua (Jagannathan y otros 2012).

El bajo bioaccesibilidad de los curcuminoides (6% a 7%) cuando entregado en una matriz de yogur puede ser en parte debido a la no disuelto curcuminoides y / o la inhibición de la proteólisis de proteínas de la leche.La liberación incompleta de las proteínas y de los curcuminoides péptidos es otro factor que disminuye la bioaccesibilidad aparente medido en nuestro estudio. De hecho, se ha demostrado que el cacao polifenoles permanecen unidos a péptidos proteína digerida (aproximadamente 3000 KDa) después de la digestión in vitro tríptica de β-lactoglobulina (Gallo y otros 2013).Los polifenoles pueden inhibir las enzimas digestivas (Cheynier 2012). Los polifenoles pueden inhibir la tripsina, amilasa y lipasa, un efecto que puede atribuirse a las interacciones de unión no específica entre polifenoles y enzimas (Bohn 2014). Esto puede conducir a la incompleta la digestión de la proteína con la consiguiente disminución de la bioaccesibilidad. Electroforesis de yogur sometido previamente a in vitro digestión mostró que el aumento de los niveles de curcuminoides añadió a los fluidos gástricos e intestinales simulados disminuyó el grado de proteólisis (datos no mostrados). Además, la unión de curcuminoides a las enzimas disminuir las cantidades que son libres de moverse en las micelas de sales biliares.Hay un número de factores que interactúan que gobiernan la liberación de curcuminoides en la fase acuosa y su transferencia en micelas de sales biliares. En presencia de componentes de suero de leche, la solubilidad de los curcuminoides se incrementa debido a su interacción con las proteínas de suero de leche y la solubilización de la grasa componente del suero de leche. Esto posiblemente aumenta la molecular movilidad de los curcuminoides en presencia de suero de leche componentes en el yogur en comparación con la de curcuminoides cristalinas, con los

consiguientes efectos en la bioaccesibilidad en el yogur en comparación con los curcuminoides en polvo en tampón.El aumento de la solubilidad de curcuminoides en tampón en presencia de EtOH (2% w / w) en comparación con la del polvo curcuminoides de suero de leche también explica la mayor bioaccesibilidad de curcuminoides en EtOH. Esto es probable que sea como resultado de una conversión en un estado amorfo en presencia de EtOH.Se ha sugerido que los curcuminoides se convierten en amorfo cuando se volvía a precipitar soluciones etanólicas (Quitschke2008). La relación entre la reorganización de curcuminoides y sus velocidades de disolución (o solubilidad) en disolventes acuosos se han discutido (Mishra y Sanphui 2014). En la ausencia de los componentes de suero de leche, el EtOH solubilizado o amorfos curcuminoides están más disponibles para interactuar con la bilis micelas de sales.

YogurtCantidad de curcuminoides enmuestra antes de la digestión

(mg / 100 g de muestra)

Curcuminoides en tampón (pH 6,8)(Polvo curcuminoides añadió al tampón)

Curcuminoides en tampón (pH 6,8, 2% w / wEtOH)(curcuminoides disuelto en EtOH antes de la adición de tampón)

Yogur C: curcuminoides enriquecido yogur (curcuminoides en polvoañadido al suero de leche)

Yogur D: curcuminoides enriquecido yogur (2% w / w EtOH)(curcuminoides en EtOH antes de adicionar de suero de leche)

300 ± 0.1

300.2 ± 0.1

283.3 ± 4.7

288.1 ± 8.1

Tabla 3- Bioaccesibilidad de curcuminoides después de la exposición secuencial de muestras a SGF y SIF.

ConclusiónEl hallazgo más importante y práctico de la bioaccesibilidad datos es que la incorporación de curcuminoides en polvo en suero de leche antes de resultados fabricación yogur en un incremento de 15 veces en bioaccesibilidad de curcuminoides en comparación con el de ordenada curcuminoides dispersaron en tampón acuoso, aunque la mayor bioaccesibilidad de curcuminoides seguía siendo baja (aproximadamente 6%) cuando fueron entregados en el yogur. Sin embargo, hay que señalar que los polifenoles que se transfieren en el colon se degradan por la microflora intestinal y los productos de degradación contribuyen a la bioactividad de estos compuestos en el cuerpo. El pequeño cambio en propiedades de yogur (disminución de los recuentos de bacterias de ácido láctico de totales <1 log y el aumento de la viscosidad) con la adición de los curcuminoides debe equilibrarse con los beneficios del aumento de bioaccesibilidad curcuminoides cuando se entregan en los yogures. El trabajo futuro en el vitro fermentación colónica de curcuminoides en yogures de suero de leche y la capacidad de yogur suero de leche para entregar curcuminoides en el cuerpo debe ser examinado en modelos animales o en ensayos clínicos.

ReconocimientoLos autores agradecen la ayuda de Li Jiang Cheng para ayudar con los métodos utilizados en la preparación y análisis de yogur.

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