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NANOENCAPSULATION OF BIOACTIVE INGREDIENTS: TRENDS IN PHARMACEUTICAL INDUSTRY AND FUNCTIONAL FOODS

EFFECT OF THE CONSUMPTION OF A FOOD BASED ON FRUITS AND NATURAL ADDITIVES IN PATIENTS WITH CARDIOVASCULAR RISK

ABSTRACT Background: cardiovascular diseases (CVD), a group of disorders of the heart and blood vessels are the main cause of morbidity and mortality worldwide. Strategies for its prevention have been proposed, such as modifying life habits, including increasing the consumption of fruits and vegetables associated with the decrease in the probability of suffering CVD. Objective: to evaluate the effects of a base compote of guava (Psidium guajava) and passion fruit (Passiflora ligularis) on blood pressure and metabolic and inflammatory biomarkers in hypertensive type two diabetic patients. Methods: food characterization test (microbiological, proximal, sensorial, antioxidant activity and total phenols). The compote was administered for 21 days to 8 adults (30 to 65 years old); glycaemia, blood pressure, inflammatory markers, and BMI and waist circumference before and after the intervention were measured. Results: the sensory test showed: 66% acceptance and all attributes a value >3, indicating that it was well evaluated. The microbiological aspects comply with the safety for human consumption and nutritionally it stands out that the contribution of carbohydrates (12.3%) is adequate for these patients. The hydrophilic ORAC value was 98.570 μmol ET/g sample. In the patients at the end of the study, a statistically significant decrease in systolic blood pressure was observed (127 mmHg, p 0.041) and the pro-inflammatory markers TNFα, IL-1β and IL6 (31.9 pg/mL, p 0.012, 31.9 pg/mL, p 0.012, and 3.5 pg/mL, p 0.017 respectively) and glycaemia increase (157.5 mg/dL, p 0.036). Conclusion: the medium-term consumption of a compote based on guava, passion fruit, cinnamon and flaxseed oil improves systolic blood pressure and the pro-inflammatory markers TNFα, IL-1β and IL6 in diabetic and hypertensive patients.

RESUMEN Antecedentes: las enfermedades cardiovasculares (ECV), conjunto de trastornos del corazón y los vasos sanguíneos son la principal causa de morbilidad y mortalidad en todo el mundo. Se han propuesto estrategias para su prevención como modificar los hábitos de vida, incluyendo aumentar el consumo de frutas y verduras asociadas con la disminución en la probabilidad de sufrir ECV. Objetivo: evaluar los efectos de una compota base de guayaba (Psidium guajava) y granadilla (Passiflora ligularis) en la presión arterial y biomarcadores metabólicos e inflamatorios en pacientes diabéticos tipo 2 hipertensos. Métodos: caracterización del alimento prueba (análisis microbiológico, proximal, sensorial, actividad antioxidante y fenoles totales). Se suministró la compota durante 21 días a 8 adultos (30 a 65 años), se midió glicemia, presión arterial, marcadores inflamatorios, IMC y perímetro de cintura antes y después de la intervención. Resultados: la prueba sensorial mostró: 66% de aceptación, y todos los atributos un valor >3, indicando que fue bien evaluado. Los aspectos microbiológicos cumplen con la inocuidad para consumo humano y nutricionalmente se destaca que el aporte de carbohidratos (12,3%) es adecuado para estos pacientes. El valor ORAC hidrofílico fue 98,570 µmol ET/g muestra. En los pacientes al final del estudio se observó disminución estadísticamente significativa de la presión arterial sistólica (127 mm Hg; p 0,041) y los marcadores proinflamatorios TNFα, IL-1β e IL6 (31,9 pg/mL, p 0,012; 31,9 pg/mL, p 0,012; y 3,5 pg/mL, p 0,017, respectivamente) e incremento de la glicemia (157,5 mg/dL, p 0,036). Conclusión: el consumo a mediano plazo de una compota a base de guayaba, granadilla, canela y aceite de linaza mejora la presión arterial sistólica y los marcadores pro inflamatorios TNFα, IL-1β e IL6 en pacientes diabéticos e hipertensos.

PARTICIPATION OF NO IN THE VASODILATORY ACTION OF ISOESPINTANOL

ABSTRACT Background: accumulating evidence suggests that natural compounds and specifically monoterpenes exert a vasodilator action. Objective: to investigate the vascular effects of isoespintanol (2-isopropil-3,6- dimetoxi-5-metilfenol, ISO) monoterpene isolated from the leaves of Oxandra cf xylopioides. Methods: thoracic aortic rings isolated from Wistar rats were contracted with KCl 80 mM and then relaxed by exposure to Ca2+-free solution in absence and in presence of ISO 0.6 μg/mL. The force/tissue ratio (F/W) and the time to obtain 50% of relaxation (T-50) were used to assess the maximal contractile response and the relaxation, respectively. To examine the participation of NO additional experiments were performed under inhibition of nitric oxide synthase with L-NAME (L-NG-Nitroarginine methyl ester). Results: ISO significantly decreased the F/W ratio (257 ± 19 vs. 360 ± 18) and did not change T-50. In presence of L-NAME the effects of ISO on contractile response was abolished. Conclusions: these results demonstrate that ISO exerts a vasodilator effect through NO-dependent pathways and suggest that an inhibition of calcium influx could be the involved mechanism.

RESUMEN Antecedentes: la evidencia acumulada sugiere que los compuestos naturales, especialmente monoterpenos, ejercen una acción vasodilatadora. Objetivo: investigar los efectos vasculares del monoterpeno isoespintanol (2-isopropil-3,6-dimetoxi-5-metilfenol, ISO) aislado de hojas de Oxandra cf xylopioides. Métodos: anillos de aorta torácica aislados de ratas Wistar fueron contraídas con cloruro de potasio 80 mM y luego relajadas por exposición a una solución libre de Ca2+ en ausencia y presencia de isoespintanol 0,6 µg/mL. El radio fuerza/tejido (F/T) y el tiempo para obtener 50% de relajación (T-50) se usaron para lograr la máxima respuesta contráctil y de relajación, respectivamente. Para evaluar la participación del óxido nítrico, se realizaron experimentos adicionales bajo la inhibición de la óxido nítrico sintetasa con L-NAME (L-NG-éster metílico de nitroarginina). Resultados: Isoespintanol disminuyó el radio F/W significativamente (257 ± 19 vs. 360 ± 18) y no cambió T-50. En presencia de L-NAME, los efectos del isoespintanol en la respuesta contráctil fueron suprimidos. Conclusiones: Estos resultados demuestran que el isoespintanol ejerce un efecto vasodilatador a través de vías NO dependientes y sugiere que la inhibición de la entrada de calcio puede ser el mecanismo involucrado.

OXIDATIVE STABILITY OF A COLOMBIAN CRIOLLO MANGO (Mangifera Indica) DRINK FORTIFIED WITH PEEL

ABSTRACT Background: the analysis of the oxidative stability allows to determine the functionality of the antioxidants present in food, over time. Objectives: in this research, a functional mango drink is elaborated and the changes in the antioxidant profile and physicochemical parameters of the drink subjected to accelerated storage conditions are evaluated. Methods: the drink was distributed at 22, 35 and 45°C for 80 days. To monitor oxidative stability, the antioxidant analyzes ABTS, ORAC, mangiferin, total phenols and total carotenoids were performed; in addition, physicochemical properties (pH and °Bx) and L*a*b* coordinates, were monitored. The fit of the data to the Arrhenius model was verified and the shelf life was determined considering a 50% loss in the evaluated attributes, such as the critical limit. Results: the deterioration of the antioxidant attributes and the color at the study temperatures is observed, being more pronounced at 45°C. The least stable attributes are the carotenoids and the b-coordinate, presenting losses greater than 50%. The values of mangiferin exhibit deterioration lower than 40% and similar in the temperatures evaluated. The pH and Brix degrees do not show significant changes. The deterioration reactions are of order one and followed the Arrhenius law, presenting coefficients of determination greater than 0.90. The values of the activation energy (E a ) are within the range reported for fruit juices, standing out the value found for the b* coordinate (44.59 kJ.mol-1). Conclusions: the ORAC units are the chosen attribute to condition the life of the beverage, giving 10 months of useful life at 4°C, however, it is recommended to perform sensory and microbiological analyzes under the same conditions.

RESUMEN Antecedentes: el análisis de la estabilidad oxidativa permite determinar la funcionalidad de los antioxidantes presentes en los alimentos, en el tiempo. Objetivo: en esta investigación se elaboró una bebida funcional de mango y se evaluaron los cambios en el perfil antioxidante y los parámetros fisicoquímicos de la bebida sometida a condiciones aceleradas de almacenamiento. Métodos: la bebida se distribuyó a 22, 35 y 45°C durante 80 días. Para hacer el seguimiento de la estabilidad oxidativa, se realizaron los análisis antioxidantes ABTS, ORAC, Mangiferina, Fenoles Totales y Carotenoides totales; además, se realizó seguimiento de las propiedades fisicoquímicas (pH y °Bx) y las coordenadas L*a*b*. Se verificó el ajuste de los datos al modelo de Arrhenius y la vida útil se determinó teniendo en cuenta una pérdida del 50% en los atributos evaluados, como el límite crítico. Resultados: se observó el deterioro de los atributos antioxidantes y el color en las temperaturas de estudio, siendo más pronunciado a 45°C. Los atributos menos estables fueron carotenoides y la coordenada CIELab b*, presentando pérdidas superiores al 50%. Los valores de mangiferina exhibieron un deterioro menor al 40% y similar en las temperaturas evaluadas. El pH y los grados Brix no presentaron cambios significativos. Las reacciones de deterioro fueron de orden uno y siguieron la ley de Arrhenius, presentando coeficientes de determinación mayores a 0,90. Los valores de la energía de activación (E a ) estuvieron dentro del rango reportado para jugos de fruta, destacándose el valor hallado para la coordenada b* (44,59 kJ.mol-1). Conclusión: los valores ORAC estimaron un tiempo de vida útil para la bebida en 10 meses, bajo un almacenamiento a 4°C, sin embargo, se recomienda realizar análisis sensoriales y microbiológicos complementarios, bajo las mismas condiciones.

AUTOMATIC CLASSIFICATION OF WATER SAMPLES USING AN OPTIMIZED SVM MODEL APPLIED TO CYCLIC VOLTAMMETRY SIGNALS

ABSTRACT Background: concern about the quality of the water for human consumption has become widespread among the population. The taste and some problems associated with drinking water have been the cause of increased demand for bottled water. Due to this, day to day, a large number of companies has manifested their interest in the production of bottled water. Objective: to evaluate a novel automatic classification model that differentiates bottled water from tap water. Methods: the voltammetric technique consisted of three electrode setup. The output current has been considered for data analysis. From the results of grid search, six pairs of values were pre-selected for the parameters of σ and C whose results were similar. High values of accuracy, specificity and sensitivity were achieved in test dataset. The final decision was made after performing an ANOVA test of 100 repetitions of 5-fold cross-validation, 3000 models were evaluated with the parameter combinations described above for the SVM. Results: the oxidation and reduction peaks of the water samples have been observed to be prominent. Absolute values of current (I) increased in the case of public water samples, possibly due to the largest concentration of chloride ions which have higher contributions to the conductivity. 5-fold cross-validation test mean specificity resulted in C parameters values greater than 0 and between 0 and 30; a σ value greater than 10 and between 0 and 15 were found for tap water and bottled water, respectively. The combination (σ = 10, C = 30) presented best results in accuracy 0.988 ± 0.037, specificity 0.973 ± 0.085 and sensitivity 1 ± 0.09. Conclusions: results of this research work have shown that voltammograms for values of current increased for tap water samples, 9.94e-6μA, compared to 7.99e-6μA due to higher chloride ions concentration in the former. The parameters combination (σ = 10, C = 20) was selected as optimal parameters since there were no significant difference between this and the former.

RESUMEN Antecedentes: en la población hay una preocupación generalizada por la calidad del agua de consumo humano. El sabor y algunos problemas asociados con el agua potable han sido la causa del incremento en la demanda del agua embotellada. Debido a esto, un gran número de empresas han manifestado su interés en la producción de agua en botella. Objetivo: evaluar un nuevo modelo de clasificación automática que diferencie el agua embotellada del agua del grifo. Metodología: la técnica de voltametría consistió en la configuración de tres electrodos. Para el análisis de datos se consideró la corriente de salida y de los resultados de la búsqueda de cuadrícula y se seleccionaron seis pares de valores para los parámetros de σ y C, cuyos resultados fueron similares. Se lograron altos valores de precisión, especificidad y sensibilidad en el conjunto de datos de prueba. La decisión final se tomó después de realizar una prueba ANOVA de 100 repeticiones de validación cruzada de 5 veces y se evaluaron 3000 modelos con las combinaciones de parámetros descritas anteriormente para el SVM. Resultados: se observó que los picos de oxidación y reducción de las muestras de agua son prominentes. Los valores absolutos de corriente (I) aumentaron en el caso de muestras de agua pública, posiblemente debido a la mayor concentración de iones de cloruro que tienen una mayor contribución a la conductividad. La especificidad media de la prueba de validación cruzada 5 veces dio como resultado valores de parámetros C mayores que 0 y entre 0 y 30; se encontró un valor σ mayor que 10 y entre 0 y 15 para el agua de red pública y el agua embotellada, respectivamente. La combinación (σ = 10, C = 30) presentó los mejores resultados en precisión 0,988 ± 0,037, especificidad 0,973 ± 0,085 y sensibilidad 1 ± 0,09. Conclusiones: los resultados de este trabajo demostraron que los voltamogramas para valores de corriente, aumentaron para muestras de agua corriente, 9,94e-6 μA, en comparación con 7,99e-6 μA debido a una mayor concentración de iones de cloruro en el primer caso. La combinación de parámetros (σ = 10, C = 20) se seleccionó como parámetros óptimos, ya que no mostró diferencias significativas entre éste y el primer caso.