Módulo I: Conceptos y Definiciones Esenciales

Semana 1: Introducción a los Alimentos Funcionales

Alimentos funcionales: Son alimentos (naturales o procesados) que, además de nutrir, contienen componentes fisiológicamente activos que proporcionan beneficios para la salud más allá del valor nutricional básico. (Definiciones basadas en IFIC, ILSI, Academia de Ciencias).

Nutracéutico: Ingrediente o producto derivado de alimentos comercializado en forma no alimentaria (píldoras, polvos) con propiedades fisiológicas beneficiosas.

Condiciones para la Clasificación como Alimento Funcional

Para considerarse alimento funcional, el producto debe:

• Producir efectos fisiológicos beneficiosos.
• Estar respaldado por evidencia científica sólida.
• Caracterizarse con métodos analíticos (absorción, distribución, metabolismo, excreción).

Módulo II: Clasificaciones y Componentes Bioactivos

Semana 2: Clasificaciones Detalladas de Alimentos Funcionales

A) Clasificaciones según Valor Nutritivo

1. Alimentos de bajo valor nutritivo:

   Ej.: Cebolla, ajo. Usados como condimentos; justifican su calificación por flavonoides y compuestos organoazufrados con efectos antioxidantes, cardioprotectores y potencial anticancerígeno.

2. Alimentos con buen valor nutritivo:
   • Ej.: Poroto (fríjol). Alto en proteínas, almidones de digestión intermedia, fibra, fitatos, taninos, oligosacáridos.
   • Ej.: Yogur. Contiene riboflavina, calcio, proteínas de buena calidad y probióticos (motivo por el que se considera funcional).
3. Alimentos saludables no convencionales:

   Ej.: Linaza. Alto contenido de PUFA (precursores de EPA/DHA), flavonoides, tocoferoles y mucílagos.

4. Alimentos saludables condicionados:

   Ej.: Cacao. Contiene catequina, epicatequina, quercetina y antocianidinas, pero su alto contenido de grasa saturada limita su beneficio.

5. Alimentos controvertidos

   Ej.: Vino y cerveza. Poseen flavonoides y fitoquímicos antioxidantes, pero el alcohol exige consumo moderado por riesgo de dependencia.

Definición General (IFIC/ILSI)

Alimentos funcionales son aquellos a los que se les adiciona intencionalmente un compuesto bioactivo para mejorar propiedades saludables.

B) Clasificación Tecnológica y Composición

6. Fortificados o enriquecidos:

   Se añade un compuesto bioactivo (p. ej., fitoesteroles en margarinas, leches, yogures o cereales). La esterificación con ácidos grasos mejora su solubilidad en matrices grasas. El Reglamento (CE) 608/2004 exige etiquetado de productos con estos compuestos. Ejemplo: envases comerciales con 2 g de fitoestanoles o fitoesteroles.

7. Dosis y efectos de Fitoesteroles/Fitoestanoles:
   • Dosis recomendada: ≈ 2 g/día.
   • Reducción de LDL: 10–14 % con esa dosis (estudios Finlandia, 1995).
8. Consideraciones sobre Fitoesteroles/Fitoestanoles:

   Disminuyen la absorción de β-caroteno, licopeno y α-tocoferol. No hay toxicidad reportada; se aconseja su consumo mediante alimentos enriquecidos y no en suplementos aislados.

9. Alterados / mejorados:

   Procesos tecnológicos como esterificación o incorporación a matrices grasas para mejorar estabilidad y biodisponibilidad. Ejemplo: margarinas, yogures o jugos con 2 g de este compuesto por envase.

C) Funcionalidad de los Terpenos

10. Tipos de Terpenos:
    • Carotenoides: Pigmentos amarillo-naranja-rojo (tomate, pimentón, naranja, toronja, espinaca); protegen contra radiación UV y previenen cáncer (licopeno).
    • Limonoides: De cáscaras de cítricos, protegen tejido pulmonar; ej. D-limoneno, pineno, eucaliptol.
    • Fitoesteroles: Bloquean absorción intestinal de colesterol, reducen LDL; fuentes: brócoli, coliflor, soya, tomates, granos y frutos secos.
11. Mecanismo de acción:

    Terpenos y carotenoides son antioxidantes y quimiopreventores; inhiben proliferación tumoral y enzimas como la descarboxilasa de ornitina (citados por Kawamori, Reddy, So y AICR).

Semana 3: Fitoquímicos y sus Clases

1. Fitoquímicos: Compuestos bioactivos vegetales con efectos antioxidantes, antiinflamatorios, anticancerígenos y cardioprotectores.
2. Terpenos: Licopeno, β-caroteno, limonoides, fitoesteroles; modulan oxidación y carcinogénesis.
3. Fenoles y polifenoles: Estructura aromática con grupos –OH; antioxidantes, captadores de radicales y quelantes de metales.
4. Flavonoides:
   • Flavonas (apigenina, luteolina): perejil, apio.
   • Flavonoles (quercetina, kaempferol): cebolla, manzana, té, brócoli.
   • Isoflavonas (genisteína, daidzeína): soya; fitoestrógenos naturales.
   • Flavanonas (hesperidina, naringina): cítricos.
   • Antocianinas (cianidina, delfinidina): uva negra, mora, fresa.
   • Catequinas: té verde, manzana.
5. Otros fenoles: Ácidos fenólicos (cafeico, ferúlico, gálico), taninos, lignanos.
6. Tioles y glucosinolatos: Ajo, cebolla, brócoli; producen isotiocianatos con propiedades detoxificantes y antimicrobianas.
7. Funciones fisiológicas: Antioxidante, antiaterogénico, antiinflamatorio, anticancerígeno, antimicrobiano.
8. Datos importantes: Quercetina en cebolla 417 mg/kg; ingesta de flavonoides entre 23 y 800 mg/día.

Módulo III: Propiedades, Estabilidad y Métodos de Extracción

Semana 4: Propiedades Funcionales y Estabilidad

A) Propiedades Generales

1. Los compuestos fenólicos y flavonoides aportan color, sabor y estabilidad; sustituyen antioxidantes sintéticos.
2. Extractos naturales inhiben oxidación lipídica 93.5–100 %, comparables a BHA/BHT/TBC.

B) Pigmentos Naturales (Antocianinas)

3. Antocianinas: Pigmentos solubles en agua; el color varía con el pH (ácido = rojo, neutro = violeta, alcalino = azul).
4. Copigmentación con flavonas o ácidos fenólicos mejora la estabilidad.
5. Usos: Colorantes en bebidas, lácteos, panificados y confitería.

C) Propiedades Sensoriales y Edulcorantes

6. Flavonoides modifican sabor y astringencia; chalconas y dihidrochalconas (neohesperidina) son hasta 2000 veces más dulces que la sacarosa.

D) Propiedades Antimicrobianas

7. Extractos fenólicos inhiben bacterias y hongos; aplicables a carnes, jugos, salsas, panificados.

E) Propiedades Estabilizadoras

8. Polifenoles interactúan con proteínas (caseína, suero) y estabilizan emulsiones y color.

F) Factores que Afectan la Funcionalidad

9. Altas temperaturas (>60 °C), pH extremos y metales (Fe, Cu, Sn) reducen la actividad.
10. Microencapsulación (spray drying, maltodextrina) protege compuestos bioactivos del calor, la luz y el oxígeno.

G) Datos Clave de Estabilidad

11. Inhibición de oxidación: 93.5–100 %; estabilidad térmica <60 °C; pH óptimo 2–5; dulzor de chalconas ≈2000 veces la sacarosa.

Semana 5: Métodos de Extracción de Compuestos Bioactivos

A) Métodos Convencionales

1. Maceración:
   • Extracción con disolvente (éter etílico o etanol) durante 48 h a temperatura ambiente.
   • Volumen: 90–150 mL por muestra.
   • Ventaja: Fácil, económica.
   • Desventaja: Bajo rendimiento y mayor tiempo.
2. Reflujo o Soxhlet:

   Extracción continua con disolvente caliente; mejora el rendimiento, pero puede degradar compuestos termosensibles.

3. Filtración secuencial:

   Separación por solventes de distinta polaridad para obtener fracciones de compuestos no polares, semipolares y polares.

B) Métodos Avanzados

4. Extracción con CO₂ Supercrítico (ECS):
   • Condiciones: 150–280 bar, 40–80 °C.
   • No usa solventes orgánicos.
   • Alta pureza y bajo impacto ambiental.
   • Ideal para terpenos, aceites esenciales, pigmentos y esteroles.
5. Microextracción en Fase Sólida (SPME):
   • Fibras recubiertas con PDMS, CAR/PDMS o PA.
   • Temperaturas: 280–320 °C (según fibra).
   • Adecuada para compuestos volátiles y termoestables.
6. Otros métodos: Ultrasonido, microondas, fluidos presurizados, asistida por enzimas.

C) Factores Críticos del Proceso de Extracción

7. Temperatura < 60 °C y pH 2–5 para conservar flavonoides.
8. Tamaño de partícula influye en la velocidad de extracción.
9. Polaridad del solvente determina el tipo de compuesto recuperado.
10. Purificación: Uso de resinas iónicas o columnas HPLC para aislar metabolitos activos.

Módulo IV: Caracterización y Biodisponibilidad

Semana 6: Técnicas de Caracterización y Cuantificación

A) Técnicas Cromatográficas

1. Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC):
   • Fase inversa (C18, C8) usada para compuestos no polares.
   • Fase normal: Separa compuestos polares.
   • Modo isocrático (fase fija) o gradiente (fase variable).
2. Cromatografía de Gases (GC): Útil para terpenos, aceites esenciales y compuestos volátiles.

B) Técnicas Espectroscópicas y Cuantificación

3. Identificación por: Punto de fusión, color, espectros infrarrojos (IR), UV-Visible, espectrometría de masas (MS) y resonancia magnética nuclear (RMN).
4. Cuantificación de Flavonoides y Quercetina (mg/kg):
   • Naranja = 41
   • Manzana = 36
   • Melocotón = 25
   • Cereza = 15
   • Uva = 15
   • Fresa = 9
   • Ciruela = 9
5. Valores altos (mg/kg): Cebolla = 417, lechuga = 24.2, tomate = 9.7.

C) Aplicaciones de las Técnicas Analíticas

6. Permite comparar contenido fenólico entre alimentos.
7. Aporta bases para etiquetado nutricional y control de calidad.

Semana 7: Absorción, Metabolismo y Estabilidad Fisicoquímica

A) Absorción y Metabolismo de Flavonoides

1. Flavonoides agliconas se absorben en el intestino delgado; los glucósidos requieren hidrólisis previa.
2. Metabolismo hepático: Conjugación (glucurónidos, sulfatos, metilación).
3. Microbiota intestinal convierte flavonoides en metabolitos activos como equol.

B) Factores que Afectan la Biodisponibilidad

4. Estructura química (aglicona vs. glucósido).
5. Matriz alimentaria (grasas y proteínas modifican la absorción).
6. pH y presencia de sales metálicas.
7. Interacción con fármacos o antioxidantes sintéticos.

C) Estabilidad Fisicoquímica

8. El pH influye en color y estabilidad (ácido = rojo, neutro = violeta, alcalino = azul).
9. Sulfitos causan decoloración reversible.
10. Formación de quelatos metálicos (Fe, Sn, Cu, Al) reduce la biodisponibilidad.
11. Temperaturas altas (> 60 °C) y luz solar degradan antocianinas y flavonoides.

D) Datos Relevantes de Ingesta

12. Ingesta promedio de flavonoides: 23 mg/día (rango 50–800 mg/día).
13. Flavonoles/flavonas: 20–26 mg/día.

Módulo V: Mecanismos de Acción y Aplicaciones en Salud

Semana 8: Efectos Fisiológicos y Aplicaciones Clínicas

A) Mecanismos Antioxidantes

1. Neutralización de radicales libres: Donación de H⁺ o electrones.
2. Quelación de metales: Inhiben reacciones Fenton y formación de radicales (•OH, O₂•–, H₂O₂).
3. Estimulación de enzimas antioxidantes endógenas (SOD, catalasa, glutatión peroxidasa).

B) Efectos Fisiológicos

4. Efecto vasodilatador y antiaterogénico: Mejora la función endotelial.
5. Efecto anticancerígeno: Inhibe la proliferación celular y promueve la apoptosis.
6. Antiinflamatorio: Modula COX y NF-κB.
7. Inmunomodulador: Estimula la respuesta celular.

C) Fitoesteroles y Metabolismo de Lípidos

8. Fitoesteroles bloquean la absorción intestinal de colesterol.
9. Dosis efectiva: 2–3 g/día, con reducción de LDL del 7–15 %.
10. Dosis > 3–4 g/día no recomendada por posible acumulación.
11. Reducción plasmática de β-caroteno ≈ 20 % por consumo alto de esteroles.

D) Evaluación del Estrés Oxidativo

12. Métodos comunes:
    • TBARS (peroxidación lipídica)
    • SOD, Catalasa, Glutatión peroxidasa
    • Métodos de proteínas: Lowry, Bradford
    • Medición de nitritos/nitratos

E) Aplicaciones en Salud

13. Prevención de enfermedades cardiovasculares.
14. Control de lípidos y colesterol.
15. Reducción de riesgo de cáncer.
16. Apoyo en trastornos inflamatorios y metabólicos.