Resumen de Efecto de sopas vegetales elaboradas con diferente procesado sobre la biodisponibilidad de ß-caroteno y licopeno y el estado oxidativo en humanos= Effect of differently processed fruit and vegetable soups on ß-caroteno and lycopene bioavailability and oxidative status in humans.
RESUMEN DE LA TESIS DOCTORAL (Español)- Dra. Rebeca Martínez Tomás OBJETIVO El objetivo de la presente tesis fue evaluar el efecto de sopas vegetales elaboradas mediante diferentes condiciones de procesado, sobre la biodisponibilidad de ?-caroteno y licopeno, así como en el estado oxidativo en humanos. METODOLOGÍA Se realizaron dos paneles de evaluación sensorial; un estudio piloto; un estudio de intervención dietaria a largo plazo y un estudio postprandial. Además, los quilomicrones obtenidos en el estudio postprandial se utilizaron para la estimulación de células HepG2 y evaluación del efecto antioxidante en cultivos celulares. Primer panel de evaluación sensorial. Cien voluntarios analizaron 5 sopas, 5 salsas y 5 bebidas, elaboradas con zanahoria, tomate, y brócoli. Una de las sopas fue el producto mejor valorado y se seleccionó como alimento de referencia a partir del cual se elaboraron diferentes prototipos de una sopa optimizada. Segundo panel de evaluación sensorial. Cien voluntarios evaluaron 8 prototipos de una sopa optimizada y 1 sopa de referencia. La sopa optimizada con mayor aceptación y que presentó una mayor retención y bioaccesibilidad de ?-caroteno y licopeno, fue producida para la realización de un estudio piloto (sopa optimizada piloto). Características de las sopas seleccionadas para los estudios en humanos. En el estudio de intervención a largo plazo y el ensayo postprandial se estudiaron dos sopas (una de referencia y otra optimizada), elaboradas con la misma proporción de zanahoria, tomate y brócoli, pero con distinto contenido de aceite de oliva (2.5 vs. 5%) y procesado. La sopa de referencia fue elaborada mediante procesado convencional; la sopa optimizada, con un procesado diseñado para aumentar la retención y biodisponibilidad de nutrientes. Estudio piloto. Catorce varones jóvenes sanos consumieron la sopa optimizada piloto durante 4 semanas, seguido de un periodo de lavado de 4 semanas. Se analizaron concentraciones séricas de ?-caroteno y licopeno y marcadores de estrés oxidativo. Desarrollo de un nuevo método, parte en humanos, parte en cultivos celulares. Tres sujetos en ayunas consumieron la sopa optimizada piloto y tras 5 horas, una comida que no contenía carotenoides. Se tomaron muestras de sangre basales y cada hora, durante 9 horas. Los quilomicrones se aislaron de las muestras de suero y se usó una fracción de quilomicrones para la cuantificación de los carotenoides, y otra para la estimulación de las células HepG2. Estudio de intervención a largo plazo. Se estudió el efecto de la ingesta diaria durante 4 semanas de la sopa de referencia y la sopa optimizada sobre la biodisponibilidad de ?-caroteno y licopeno, y marcadores de estrés oxidativo y riesgo cardiovascular en 69 sujetos sanos. Estudio postprandial. Diez sujetos varones consumieron una dosis de la sopa de referencia y optimizada, separados por un periodo de lavado de 28 días. Se determinó la concentración de ?-caroteno y licopeno en los quilomicrones humanos obtenidos, y la actividad antioxidante en células HepG2. RESULTADOS Estudio piloto. La concentración sérica de ?-caroteno y licopeno fue significativamente mayor que los valores basales tras 3 y 4 semanas del consumo de la sopa. El periodo de lavado de 4 semanas disminuyó la concentración sérica de ambos carotenoides, aunque sólo el ?-caroteno retornó a los valores basales. Desarrollo de un nuevo método, parte en humanos, parte en cultivos celulares. El efecto antioxidante de los quilomicrones postprandiales en las células HepG2, coincidió con la máxima concentración de carotenoides en quilomicrones con respecto a los valores basales. Biodisponibilidad de carotenoides. La concentración sérica de ?-caroteno tras la suplementación durante 4 semanas, fue significativamente mayor en los sujetos que consumieron la sopa optimizada que en aquellos que consumieron la de referencia, mientras que la concentración sérica de licopeno fue mayor en el grupo de referencia. En los sujetos respondedores del estudio postprandial, la concentración de ?-caroteno fue significativamente mayor en los quilomicrones del grupo que consumió la sopa optimizada en comparación con el grupo de referencia. En el caso del licopeno, no se observaron diferencias significativas. Efecto del consumo de las sopas en el estado oxidativo. La actividad de las enzimas antioxidantes disminuyó significativamente tras 4 semanas de consumo de ambas sopas, siendo el descenso más pronunciado con la sopa optimizada. En el estudio postprandial, los quilomicrones del grupo de sujetos que consumió la sopa optimizada presentaron una actividad antioxidante significativamente mayor en células HepG2 que los del grupo de la sopa de referencia. CONCLUSIONES -Los estudios de evaluación sensorial han permitido diseñar una sopa vegetal optimizada que presenta una alta palatabilidad y aceptación por parte del consumidor. -El procesado de la sopa optimizada ha aumentado la biodisponibilidad del ?-caroteno con respecto a la sopa de referencia, tanto en suero en estudios de intervención a largo plazo, como en quilomicrones tras el consumo de una única dosis. -La biodisponibilidad del licopeno no ha mejorado en la sopa optimizada. De hecho, la concentración de licopeno en suero ha sido significativamente mayor con la sopa de referencia, mientras que la concentración de este carotenoide en quilomicrones no ha mostrado diferencias entre ambas sopas. -Un periodo de lavado de 4 semanas es suficiente para asegurar el retorno del ?-caroteno a los valores basales, mientras que para el licopeno sería necesario un periodo de mayor duración. -El nuevo método desarrollado consistente en la obtención de quilomicrones postprandiales tras el consumo de las sopas, y la aplicación de éstos en células HepG2, ha mostrado su utilidad para valorar la capacidad antioxidante de alimentos vegetales. -El consumo de la sopa optimizada ha tenido un efecto beneficioso en el estado oxidativo de los sujetos tras 4 semanas de suplementación, y en células HepG2 estimuladas con quilomicrones postprandiales aislados tras la ingesta de una única dosis de sopa. RESUMEN DE LA TESIS DOCTORAL (Inglés)- Dra. Rebeca Martínez Tomás OBJECTIVE The overall aim of the research presented in this thesis was to evaluate the effect of differently processed fruit and vegetable soups on the bioavailability of ?-carotene and lycopene as well as their antioxidant effect in humans. METHODOLOGY Two consumer panels, a pilot study, a large randomized control trial (large RCT), and a postprandial assay were carried out. In addition, HepG2 cells were stimulated with the obtained postprandial chylomicrons to assess the antioxidant effect in cell cultures. First consumer panel. 5 soups, 5 sauces and 5 drinks containing carrot, tomato and broccoli, were evaluated by 100 volunteers. A soup was chosen as the most liked product, and was selected as the basis for preparation of different prototypes of an optimised soup. Second consumer panel. 100 volunteers tested 8 prototypes of optimised soups and 1 reference soup. The optimised soup showing the highest liking score, and the higher retention and bioaccesibility of ?-carotene and lycopene was produced and tested in a pilot study (pilot optimised soup). Characteristics of the soups selected for the human assays. In the large RCT and the postprandial study, two soups (reference and optimised soup) were tested. Both soups contained the same proportion of carrot, tomato and broccoli, but were produced using different olive oil amounts (2.5 vs. 5%) and processing. The reference soup was processed in a traditional way; the optimised soup, using a processing designed to increase the retention and bioavailability of nutrients. Pilot study. Fourteen healthy young men consumed the pilot optimised soup for 4 weeks, followed by a 4-week washout period. Serum concentrations of ?-carotene and lycopene, and markers of oxidative stress were analysed. Development of a new method, partly in humans and partly in cell cultures. Three subjects consumed the pilot optimised soup and after 5 hours, they consumed a second meal without carotenoids. Blood samples were collected at basal time and every hour for 9 hours. Chylomicrons were isolated from serum samples and used for both carotenoid quantification and HepG2 stimulation. Large RCT. We studied the effect of the daily intake of the reference and optimised soups on the bioavailability of ?-carotene and lycopene, and markers of oxidative stress and cardiovascular risk in 69 healthy subjects. Postprandial study. Ten men consumed a single meal of the reference and the optimised soup separated by a 28-day washout period. The concentration of ?-carotene and lycopene in the obtained human chylomicrons was analysed, as well as the antioxidant effect on Hep G2 cells. RESULTS Pilot study. Serum ?-carotene and lycopene concentration were significantly higher than baseline after 3 and 4 weeks of soup consumption. The 4-week washout period decreased the serum concentration of both carotenoides, although only ?-carotene retuned to baseline. Development of a new method, partly in humans and partly in cell cultures. The antioxidant effect of the postprandial chylomicrons on HepG2 cells was observed at the time of maximum carotenoid concentration of chylomicrons with respect to basal time. Carotenoid bioavailability. Serum ?-carotene concentration was significantly higher with the optimised than with the reference soup after 4 weeks of supplementation, whereas the serum lycopene concentration was higher in subjects consuming the reference. In the responder subjects from the postprandial study, the ?-carotene concentration in the chylomicrons was significantly higher in the group consuming the optimised soup, while no significant differences were found for lycopene. Effect of the soup consumption on the oxidative status. The activity of the antioxidant enzymes significantly decreased after 4 weeks of the consumption of both soups, but to a greater extent with the optimised soup. In the postprandial study, the chylomicrons from the group consuming the optimised soup showed a significant higher antioxidant activity in HepG2 cells than those from the reference group. CONCLUSIONS -The consumer panel studies, contributed to the design of an optimised fruit and vegetable soup that shows good acceptance by the consumers. -Processing increased the ?-carotene bioavailability of the optimised soup compared with the reference soup: in serum after a four week randomized control trial, and in chylomicrons after the consumption of a single meal. -The bioavailability of lycopene were not enhanced in the optimised soup. In fact, the concentration of lycopene in serum was seen to be significantly higher after consumption of the reference soup, whereas the concentration of this carotenoid in chylomicrons showed no differences between soups. -A 4-week washout period is sufficient to ensure the return of ?-carotene to basal values, while for lycopene, a longer period would be necessary. -The new developed method in which HepG2 cells were stimulated by postprandial chylomicrons obtained after the consumption of the soups, was seen to be useful for evaluating the antioxidant capacity of plant foods. -The consumption of the optimised soup had a beneficial effect on the oxidative status of the subjects after 4 weeks of supplementation, and in HepG2 cells stimulated with postprandial chylomicrons isolated after the consumption of a single meal.
