Consumo crónico de edulcorantes en ratones y su efecto sobre el sistema inmunitario y la microbiota del intestino delgado / Chronic consumption of sweeteners in mice and its effect on the immune system and the small intestine microbiota

Resumen Introducción. Los edulcorantes son aditivos que se consumen en los alimentos. Pueden ser naturales (sacarosa y estevia) o artificiales (sucralosa). Actualmente, se consumen rutinariamente en múltiples productos, y sus efectos en la mucosa y la microbiota del intestino delgado aún son controversiales. Objetivo. Relacionar el consumo de edulcorantes y su efecto en el sistema inmunitario y la microbiota del intestino delgado en ratones CD1. Materiales y métodos. Se utilizaron 54 ratones CD1 de tres semanas de edad divididos en tres grupos: un grupo de tres semanas sin tratamiento, un grupo tratado durante seis semanas y un grupo tratado durante 12 semanas. Se les administró sacarosa, sucralosa y estevia. A partir del intestino delgado, se obtuvieron linfocitos B CD19+ y células IgA+, TGF-ß (Transforming Growth Factor-beta) o el factor de crecimiento transformador beta (TGF-beta), IL-12 e IL-17 de las placas de Peyer y de la lámina propia. De los sólidos intestinales se obtuvo el ADN para identificar las especies bacterianas. Resultados. Después del consumo de sacarosa y sucralosa durante 12 semanas, se redujeron las comunidades bacterianas, la IgA+ y el TGF-beta, se aumentó el CD19+, y además, se incrementaron la IL-12 y la IL-17 en las placas de Peyer; en la lámina propia, aumentaron todos estos valores. En cambio, con la estevia mejoraron la diversidad bacteriana y el porcentaje de linfocitos CD19+, y hubo poco incremento de IgA+, TGF-ß e IL-17, pero con disminución de la IL-17. Conclusión. La sacarosa y la sucralosa alteraron negativamente la diversidad bacteriana y los parámetros inmunitarios después de 12 semanas, en contraste con la estevia que resultó benéfica para la mucosa intestinal.

Abstract Introduction: Sweeteners are additives used in different foods. They can be natural (sucrose and stevia) or artificial (sucralose). Currently, they are routinely consumed in multiple products and their effects on the mucosa of the small intestine and its microbiota are still controversial. Objective: To relate the consumption of sweeteners and their effect on the immune system and the microbiota of the small intestine in CD1 mice. Materials and methods: We used 54 three-week-old CD1 mice divided into three groups in the experiments: 1) A group of three weeks without treatment, 2) a group treated for six weeks, and 3) a group treated for 12 weeks using sucrose, sucralose, and stevia. We obtained CD19+ B lymphocytes, IgA+ antibodies, transforming growth factor-beta (TGF-b), and interleukins 12 and 17 (IL-12 and -17) from Peyer's patches and lamina propria cells while DNA was obtained from intestinal solids to identify bacterial species. Results: After 12 weeks, sucrose and sucralose consumption caused a reduction in bacterial communities with an increase in CD19+, a decrease in IgA+ and TGF-b, and an increase in IL-12 and -17 in the Peyer's patches while in the lamina propria there was an increase in all parameters. In contrast, stevia led to an improvement in bacterial diversity and percentage of CD19+ lymphocytes with minimal increase in IgA+, TGF-b, and IL-12, and a decrease in IL-17. Conclusion: Sucrose and sucralose caused negative alterations in bacterial diversity and immune parameters after 12 weeks; in contrast, stevia was beneficial for the intestinal mucosa.

Consumo actual de edulcorantes naturales (beneficios y problemática): Stevia / Current consumption of natural sweeteners (benefits and problems): Stevia

La estevia [Stevia rebaudiana (Bertoni)] es un arbusto de tipo perenne de la familia de las Asteraceas que crece en áreas tropicales y subtropicales de Suramérica. Hoy en día, su cultivo se ha extendido a otras regiones del mundo, incluyendo Canadá y algunas partes de Asia, Europa y México, donde sus hojas se han utilizado tradicionalmente como edulcorante natural durante cientos de años. En la actualidad, el uso potencial y las implicaciones prácticas de la estevia como un edulcorante se muestran en una serie de alimentos procesados, ya que contiene glucósidos de esteviol como ingrediente activo, que puede ser bajo o no calórico, y hasta 100-300 veces más dulce que la sacarosa. Además, las hojas secas de estevia contienen también minerales, vitaminas, compuestos fenólicos, flavonoides y otros compuestos antioxidantes, con propiedades antimicrobianas y antioxidantes. Stevia acumula hasta un 30 % de los glucósidos de esteviol (SGs por su sigla en inglés) del peso seco de las hojas. El esteviósido y el rebaudiósido A son las principales SGs. Desde diciembre de 2011, los SGs (E 960) se han autorizado como aditivo alimentario y edulcorante en Estados Unidos. Su uso en diversas categorías de alimentos está regulado como por ejemplo en suplementos alimenticios y alimentos dietéticos para propósitos médicos especiales y control de peso. Sin embargo, la información ofrecida al consumidor es engañosa y dista de ser confiable. Este artículo ofrece al público interesado, datos que deben de ser evaluados al comprar productos adicionados con estevia (AU).

Stevia [Stevia rebaudiana (Bertoni)] is a perennial shrub belonging to the Asteraceae family that grows in tropical and subtropical areas of South America. Today its cultivation has spread to other regions of the world, including Canada and some parts of Asia, Europe and México, where its leaves have been used traditionally as a natural sweetener for hundreds of years. Nowadays, the potential use and practical implications of Stevia as a sweetener are shown in a number of processed foods, because it contains steviol-glycosides, which are low- or non-caloric ingredients, up to 100­300 times sweeter than sucrose. In addition, dry Stevia leaves also contain minerals, vitamins, phenolic compounds, flavonoids and other antioxidant compounds, with antimicrobial and antioxidant properties. Stevia accumulates up to 30% of diterpenoid steviol glycosides (SGs) of the leaf dry weight. Stevioside and rebaudioside A are the major SGs. Since December 2011, SGs (E 960) have been permitted for use as food additive and a sweetener in the United States. Its use in various food categories is regulated, e.g. food supplements and dietary foods for special medical purposes and weight control. However, the information offered to the consumers is misleading and far from reliable. This article offers the interested public, data that should be evaluated when buying products added with Stevia (AU).

Double emulsion and complex coacervation in stevia encapsulation / Doble emulsión y coacervacion compleja en la encapsulación de estevia

Background: Stevia leaves a residual flavor at moment of being consumed, and its sweet taste remains little time, whereby, encapsulation is an option to mitigate these problems. Objective: Evaluate the double emulsion system followed by complex coacervation in stevia encapsulation. Methods: The effect of the concentration of the sweetener was determined (3.5; 5; 7.5 and 10% p/p) as well as the concentration of the wall material (2.5 and 5% p/p), on the morphology, capsules size, and encapsulation capacity. The double emulsion was prepared, the coacervate was formed, and then capsules were lyophilized. The morphology and capsule size were measured before and after lyophilization by optical microscopy. From Fourier´s infrared transformed spectrometry, encapsulation capacity was analyzed. Water activity and solubility were measured in lyophilized capsules. Results: Micro and nanocapsules (minimum size of 19.39 ± 0.74µm and 62.33 ± 6.65µm maximum) were obtained. Micrographs showed that the encapsulation technique used, allows obtaining dispersed stevia capsules and those of round and homogeneous morphology. The encapsulation capacity was 84.37 ± 4.04%. The minimum value of water activity was 0.49 ± 0.01 and 17.65 ± 0.91% of solubility. Conclusions: An increased in encapsulation capacity was obtained when the highest concentration of the wall material was used. The capsule diameter increased as the sweetener concentrations increased. The formulation to 5% (p/p) of stevia and 5% (p/p) in wall material was associated with better controlled release of the sweetener, which allows establishing subsequent applications in which the sweet taste is prolonged and the stevia bitter taste concealed.

Antecedentes: La estevia deja sabor residual al ser consumida, y su sabor dulce permanece poco tiempo, por lo cual, la encapsulación es una opción para mitigar estos problemas. Objetivo: Se evaluó el sistema doble emulsión seguido por coacervación compleja en la encapsulación de estevia. Métodos: Se determinó el efecto de la concentración del edulcorante (3.5; 5; 7.5 y 10% p/p) y de la concentración del material de pared (2.5 y 5% p/p), en la morfología, tamaño de cápsulas, y capacidad de encapsulación. Se elaboró la doble emulsión, se formó el coacervado, y posteriormente, las cápsulas se liofilizaron. La morfología y el tamaño de las cápsulas, se midieron antes y después de la liofilización mediante microscopia óptica. A partir de espectrometría infrarroja de transformada de Fourier se analizó capacidad de encapsulación. En las cápsulas liofilizadas se midió actividad de agua y solubilidad. Resultados: Se obtuvieron micro y nanocápsulas (tamaño mínimo de 19.39±0.74µm y máximo 62.33±6.65µm). Las micrografías indicaron que la técnica de encapsulación usada, permite obtener cápsulas de estevia dispersas y de morfología redonda y homogénea. La capacidad de encapsulación fue 84.37±4.04%. El valor mínimo de actividad de agua fue 0.49±0.01, y solubilidad de 17.65±0.91%. Conclusiones: Se obtuvo incremento en la capacidad de encapsulación cuando se utilizó la mayor concentración del material de pared. El diámetro de las cápsulas aumentó a medida que se incrementaron las concentraciones del edulcorante. Se concluyó que la formulación a 5% (p/p) de edulcorante y de 5% (p/p) en material de pared fue el tratamiento que mejor se asocia a una liberación controlada de estevia, lo cual permite establecer posteriores aplicaciones en las que se prolongue el sabor dulce y enmascare el sabor amargo de la estevia.

Micropropagaión de Stevia rebaudiana Bertoni, un endulzante natural a través de explantes con meristemos pre existentes / Micropropagation of Stevia rebaudiana Bertoni, a natural sweetener, through pre existing meristem explants

Las hojas de Stevia rebaudiana son fuente de esteviosidos y rebaudiosidos, sustancias endulzantes con bajo contenido calórico. La propagación sexual y clonal de estevia es difícil debido a la calidad de la semilla y el tamaño reducido de la planta. Para evaluar la multiplicación, brotes establecidos in vitro fueron cultivados en ½ MS con cinco concentraciones de BAP (0.0, 2.22, 4.44, 8.88 y 17.6 µM). Posteriormente, los tallos multiplicados se subcultivaron en presencia de cinco concentraciones de ANA (0.0, 2.69, 5.37, 10.74 de 21.48 µM) para evaluar enraizamiento. Finalmente, tallos multiplicados sin enraizar, tratados o no con 0.4% de ANA, y otros enraizados in vitro fueron transferidos a condiciones ex vitro. Todos los experimentos fueron distribuidos usando un DCA. Los resultados indicaron que el medio 1/2MS adicionado con BAP indujo una mayor tasa de multiplicación. 10.74 µM de ANA indujo el mejor enraizamiento; sin embargo, los tallos sin enraizamiento resultaron en la mayor supervivencia ex vitro.

Stevia rebaudiana Bertoni leaves are source of stevioside and rebaudioside, non-caloric sweetener substances. Seed and cutting estevia propagation is difficult due to seed sterility and small size plant, respectively. To evaluate shoot proliferation, in vitro-established estevia shoots were cultured in ½ MS with five (0.0, 2.22, 4.44, 8.88 and 17.6 µM) BAP levels. Thereafter, proliferated shoots were cultured on ½ MS with five NAA levels (0.0, 2.69, 5.37, 10.74 and 21.48 µM) to evaluate shoot rooting. Finally, non-rooted shoots, in vitro-rooted shoots and non-rooted shoots treated with a 0.4% NAA powder were transferred to ex vitro conditions. All experiments were distributed using a complete randomized design. The data indicated that BAP treated shoots showed a higher rate of shoot proliferation. An 87% of rooting and higher number of roots per explant was achieved with 10.74 µM of NAA. Non-rooted shoots transferred directly from Stage II showed the best survival rate.

Cálculo das variáveis na desidratação osmótica de manga cv. Tommy Atkins / Calculation of the variables in dehydration osmotic of the mangoes cv. Tommy Atkins

A desidratação osmótica é usada para a remoção da água, de frutas imersas em solução aquosa. A qualidade da desidratação osmótica depende de diferentes fatores como: concentração, agente desidratante, temperatura, tempo de imersão, natureza das frutas e a área de superfície exposta à troca osmótica. A parede celular e o tipo de açúcar utilizado como agente osmótico podem influenciar no fenômeno de transferência de massa. A eficiência do processo de desidratação osmótica pode ser quantificada pelos valores de perda de peso e incorporação de sólidos. As mangas foram cortadas em cubos de 1cm de lado e levadas para os tratamentos com 50 por cento sacarose (SAC), 50 por cento sorbitol (SOR) e 50 por cento estévia comercial (STV) acrescido de 1 por cento de cloreto de cálcio e o pH corrigido em 4,0 com o uso de ácido cítrico, por duas horas a 50ºC. A proporção fruta:solução desidratante utilizada em todos os tratamentos foi de 1:3 em massa. O tratamento utilizando solução composta com estévia não se mostrou eficiente por causa do baixo ganho de sólidos e reduzida perda de água. A maior perda de água e uma maior perda de peso da manga durante a desidratação osmótica foram observadas para o tratamento com sorbitol, enquanto o maior ganho de sólidos foi obtido no tratamento com sacarose.

The osmotic dehydration is used for water removal from immersed fruits in watery solution. The quality of the osmotic dehydration depends on different factors as concentration, dehydrating agent, temperature, time of immersion, nature of fruits and the surface displayed to the osmotic exchange. The cellular wall and the type of used sugar as osmotic agent can influence in the phenomenon of mass transference. The efficiency of the process of osmotic dehydration can be quantified by the values of loss of weight and solid incorporation. The mangoes had been cut in cubes of 1cm of side and taken for the treatments with 50 percent sucrose (SAC), 50 percent sorbitol (SOR) and 50 percent commercial estévia (STV) increased of 1 percent of calcium chloride and pH corrected in 4,0 with the acid use of citric, for two hours in 50ºC. The ratio fruit:solution used in all the treatments was of 1:3. The treatment using composed solution with estévia did not show to be efficient due to the low solid profit and reduced loss of water A bigger loss of water and a bigger loss of weight of the mango during the osmotic dehydration had been observed for the treatment with sorbitol, while the biggest solid profit was gotten in the treatment with sucrose.