Nanofibrillas de proteína de suero cargadas con nanopartículas de hierro:los investigadores de ETH están desarrollando una forma nueva y altamente efectiva de fortificar el hierro en alimentos y bebidas.

Alrededor de 1.200 millones de personas en todo el mundo padecen deficiencia de hierro, con las mujeres más afectadas que los hombres. En Europa, una de cada cinco mujeres alrededor de los 20 años sufre de deficiencia de hierro. Los síntomas típicos incluyen disminución del rendimiento laboral, fatiga, anemia y dolores de cabeza.

Aumentar los niveles de hierro a través de la dieta o los suplementos es complicado, ya que el hierro debe estar en una forma que el cuerpo pueda absorber con éxito. El hierro también es un oligoelemento que puede alterar el color, sabor y olor de la comida a la que se añade, haciéndolo mucho menos apetitoso.

Combinando fibras proteicas y nanopartículas de hierro

Los dos profesores de ETH Raffaele Mezzenga y Michael B. Zimmermann del Departamento de Ciencias y Tecnología de la Salud han descubierto una nueva forma de fortificar alimentos y bebidas con hierro:con un material híbrido hecho de nanofibrillas de proteína de suero comestible y nanopartículas de hierro. El relevante estudio elaborado por el estudiante de doctorado de Mezzenga, Yi Shen, en colaboración con la estudiante de doctorado de Zimmermann, Lidija Posavec, acaba de ser publicado en la revista. Nanotecnología de la naturaleza .

Las nanofibrillas proteicas se forman desnaturalizando la proteína de suero nativa calentándolas a 90 ° C, e hidrolizándolos aún más en ácido fuerte hasta que formen los filamentos de proteína finales. Luego, varios filamentos de proteínas se organizan en nanofibrillas de proteínas más gruesas.

Los investigadores combinaron estas nanofibrillas con nanopartículas de hierro que el cuerpo puede absorber fácilmente. Para producir estas nanopartículas, los investigadores mezclaron cloruro férrico (FeCl3) directamente con las nanofibrillas de proteína en la misma solución ácida, creando nanopartículas de hierro de 20 nanómetros que se unieron inmediatamente a la superficie de las nanofibrillas de proteínas y se estabilizaron eficazmente. Este es un truco clave, ya que normalmente las nanopartículas de hierro no son estables:tienden a agruparse rápidamente y formar agregados que no se pueden mezclar fácilmente con alimentos o bebidas.

La deficiencia de hierro se supera rápidamente

Para probar la eficacia del nuevo compuesto de hierro, los científicos lo administraron a ratas con deficiencia de hierro después de haber sido alimentadas con una dieta baja en hierro. La nueva preparación curó la deficiencia de hierro de los animales y la anemia asociada con la misma eficacia que el sulfato de hierro (FeSO4). el suplemento de hierro más comúnmente utilizado en humanos; FeSO4, sin embargo, a menudo provoca cambios sensoriales indeseables en los alimentos.

El nuevo suplemento también se digirió fácilmente. Como demostraron los autores en un experimento in vitro ad-hoc, las enzimas del estómago de las ratas digirieron por completo las nanofibrillas de proteína de suero. Además, condiciones ácidas como en el estómago disolvieron las nanopartículas de hierro en iones de hierro, que luego pueden absorberse rápidamente en la sangre y usarse para producir nuevos glóbulos rojos.

Las nanofibrillas de proteína de suero recubiertas de hierro se pueden administrar en polvo o en forma líquida, y el nuevo compuesto se puede agregar fácilmente a diferentes tipos de alimentos sin afectar su sabor, olor o color.

Sin efectos secundarios hasta ahora

Para identificar posibles riesgos y efectos secundarios, los investigadores realizaron pruebas microscópicas en el cerebro de las ratas, corazón, riñón y otros órganos, después de haber comido las nanofibrillas durante 2 semanas. Estaban particularmente interesados ​​en las nanofibrillas de proteína de suero, que nunca antes se han utilizado en alimentos o complementos alimenticios. Desde un punto de vista estructural, estas estructuras son similares a las fibrillas amiloides, que se acumulan en el cerebro y se han relacionado con la enfermedad de Alzheimer, pero diferente a ellos, en el presente caso están hechos de proteínas alimentarias comestibles hidrolizadas.

Por lo tanto, los investigadores de ETH querían asegurarse de que las fibras proteicas eventualmente no digeridas en su suplemento de hierro no se acumulen en el cuerpo y produzcan potencialmente anomalías en los tejidos. "Al examinar los órganos y tejidos de las ratas, no encontramos ninguna evidencia de que las nanopartículas o nanofibrillas se acumulen o posiblemente causen cambios en los órganos ", dice Mezzenga. De una cosa puede estar seguro:"Nuestro nuevo suplemento de hierro tiene un enorme potencial para combatir con éxito la deficiencia de hierro de una manera económica y eficiente".

Alternativa a los productos existentes

Los ingredientes utilizados para elaborar este innovador complemento alimenticio son baratos y abundantes. Las proteínas de suero son un subproducto de la industria láctea. Las sales de hierro también son baratas y fáciles de conseguir. Como es fácil trabajar con el proceso y los ingredientes, este complemento alimenticio de hierro también sería una buena alternativa para las personas que viven en países pobres que son más propensas a la deficiencia de hierro que las que viven en países industrializados occidentales.

Los investigadores han presentado una patente para su nuevo producto y esperan conversar con socios comerciales para desarrollar aún más la tecnología.