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En un estudio reciente publicado en Foods, los investigadores realizaron evaluaciones exhaustivas de la toxicidad de la monelina y la brazzeína, proteínas recombinantes naturalmente dulces producidas por levaduras.

La monelina y la brazzeína, edulcorantes artificiales de molécula pequeña, se han utilizado ampliamente para reemplazar el azúcar en los alimentos debido a su alto dulzor y sus posibles beneficios para la salud. Las proteínas de sabor dulce que abundan en las plantas tropicales ofrecen ventajas sobre el azúcar, como evitar la obesidad, el riesgo de enfermedades cardiovasculares y problemas dentales. Sin embargo, los estudios que evalúan su seguridad son limitados. La brazzeína es un edulcorante nutritivo, soluble en agua y estable al calor, mientras que la monelina tiene una estructura más compleja y es más sensible al calor. A pesar de numerosas publicaciones sobre sus configuraciones y modificaciones estructurales, aún no se ha realizado un estudio sistemático de su seguridad.

Sobre el estudio

En el presente estudio, los investigadores evaluaron experimentalmente la toxicidad aguda, subcrónica y crónica y las propiedades alergénicas y mutagénicas de la monelina y la brazzeína recombinantes. Las proteínas analizadas se purificaron mediante cromatografía, ultrafiltración y liofilización, y la pureza microbiológica de las proteínas dulces se evaluó mediante métodos bacteriológicos. Se realizaron dos experimentos para cada proteína y los animales se mantuvieron en observación continua durante dos semanas. Se calculó la dosis equivalente (DE) de sacarosa para cobayas, teniendo en cuenta los coeficientes de dulzor de monelina y brazzeína. Se administraron soluciones proteicas y agua diariamente durante 21 días.

El equipo evaluó la toxicidad aguda y crónica de la monelina y la brazzeína recombinantes en tres especies de mamíferos: cobayas, ratas y ratones. La toxicidad aguda se evaluó en ratas y ratones; se evaluó la toxicidad crónica en ratas; y se evaluó la toxicidad subcrónica en cobayas. Las evaluaciones de toxicidad aguda incluyeron el aumento de peso, el estado general de los animales, los síntomas de intoxicación, la masa relativa de los órganos principales y el examen patomorfológico de los órganos internos. Para evaluar la toxicidad subcrónica y crónica, además de estas pruebas, se evaluaron el comportamiento, las funciones fisiológicas visibles y el volumen de diuresis, y se realizaron análisis bioquímicos, hematológicos y de orina. Para el estudio de toxicidad subcrónica, a los cobayas se les administró por vía intragástrica soluciones acuosas de brazeína o monelina, mientras que los animales del grupo de control recibieron agua destilada. El estudio investigó los efectos alergénicos de la monelina y la brazzeína en machos albinos de cobayas y machos de ratones consanguíneos.

Los animales fueron evaluados de 10 a 12 días después de la sensibilización mediante pruebas cutáneas, conjuntivales y nasales y la reacción indirecta de desgranulación de células en masa. Además, se evaluó la respuesta inflamatoria a la concanavalina A en ratones. Los resultados se evaluaron después de 15 minutos (reacción de tipo inmediato) y de 24 a 48 horas (hipersensibilidad de tipo retardado). Para investigar la mutagenicidad de las proteínas, se realizaron en ratones la prueba de Ames, la prueba de aberración cromosómica de la médula ósea y pruebas de micronúcleos.

Resultados

El estudio en ratas y ratones reveló que la monelina y la brazzeína no son tóxicas y son seguras para los organismos mamíferos, lo que abre grandes oportunidades para su aplicación en la industria alimentaria como alternativas al azúcar. Los experimentos de toxicidad aguda mostraron que las proteínas administradas por vía intragástrica tenían una LD 50 de más de 5.000 mg por kilogramo de peso corporal. No se observaron síntomas relacionados con la intoxicación o la muerte con las dosis de proteína probadas en los experimentos. La inyección intragástrica de monelina o brazzeína a ratas en dosis que oscilaban entre 107 y 5.000 mg por kg de peso corporal y entre 71 y 5.000 mg por kg de peso, respectivamente, no tuvo impacto sobre el peso corporal ni sobre los coeficientes de masa de los órganos corporales. En pruebas de toxicidad aguda realizadas en animales murinos se obtuvieron resultados similares.

El examen macroscópico de los órganos de ratas y ratones después de la administración intragástrica de monelina o brazeína no mostró alteraciones patológicas en los pulmones, el hígado, el corazón, los riñones, el cerebro, el bazo, el páncreas, los ganglios linfáticos, el esófago, el timo, el intestino delgado, el estómago, el intestino grueso, los ovarios, o testículos. La dosis más alta probada de monelina o brazzeína para ratones y ratas en los experimentos fue de 5.000 mg por kg de peso corporal, cerca de la dosis máxima permitida para la administración intragástrica a estos animales. La falta de síntomas de intoxicación y muerte, y el impacto de las proteínas en el peso, la masa de los órganos internos y los índices bioquímicos demostraron que la infusión intragástrica regular de monelina y brazzeína durante tres semanas a la dosis ED para cobayas y a la dosis ED 10 veces mayor para cobayas, respectivamente, tuvo ningún impacto tóxico en los conejillos de indias.

La evaluación macroscópica y la determinación de los coeficientes de masa de órganos internos en los animales de experimentación no mostraron alteraciones patológicas. En cuanto a la toxicidad crónica, el aumento relativo de peso corporal entre las ratas disminuyó hacia la finalización del estudio, sin que otros indicadores detectaran efectos tóxicos. La administración de brazzeína redujo leve pero significativamente los niveles totales de proteínas y globulinas en ratas macho y aumentó la concentración de glucosa en comparación con un valor de control bajo. En sueros de ratas hembra, la administración de monelina a una dosis de rata ED redujo los niveles de fructosamina y colesterol. La brazzeína y la monelina en todas las concentraciones probadas no tienen un efecto mutagénico in vitro en las cepas de S. typhimurium TA 100, TA 98 y TA 97 en presencia y sin un sistema de activación metabólica.

Conclusión

En general, los hallazgos del estudio resaltaron la seguridad de posibles edulcorantes a base de proteínas, brazzeína y monelina, en modelos experimentales de mamíferos, sin signos de intoxicación, mortalidad o inflamación. Tampoco mostraron propiedades alergénicas o mutagénicas. Se requieren más investigaciones para determinar su seguridad entre mujeres embarazadas y niños y evaluar sus efectos sobre la microbiota fecal y el metabolismo animal.

Fuente: https://www.news-medical.net

Referencia: Saraiva A, Carrascosa C, Ramos F, et al. Brazzein and monellin: chemical analysis, food industry applications, safety and quality control, nutritional profile and health impacts. Foods. 2023 May 10;12(10):1943.