Development of emulsion-based delivery systems to improve the functionality of bioactive compounds in vitro and in vivo

Abstract

Els compostos bioactius presenten propietats biològiques diverses que aporten beneficis per a la salut humana. Desafortunadament, aquests compostos són degradats fàcilment i presenten una baixa absorció i biodisponibilitat. En aquesta tesi doctoral s’investiga la seva encapsulació en sistemes basats en emulsions per incrementar-ne la seva funcionalitat, posant el focus en la composició dels sistemes. Els resultats obtinguts indiquen que els diferents sistemes estudiats són útils per protegir compostos bioactius com la curcumina, el β-carotè, la ficocianina o les antocianines, i augmentar-ne la bioaccessibilitat i biodisponibilitat. A més, han revelat que la composició de les emulsions afecta notòriament les propietats i funcionalitat dels sistemes. Per una banda, s’ha observat que l’addició de polisacàrids permet modular la digestibilitat de les emulsions. D’altra banda, el tipus d’emulsionant i el tipus d’oli utilitzats han demostrat ser determinants per incrementar la biodisponibilitat dels compostos encapsulats.

Los compuestos bioactivos presentan propiedades biológicas diversas que aportan beneficios para la salud humana. Desafortunadamente, estos compuestos son degradados fácilmente y presentan una baja absorción y biodisponibilidad. En esta tesis doctoral se investiga su encapsulación en sistemas basados en emulsiones para incrementar su funcionalidad, poniendo el foco en la composición de los sistemas. Los resultados obtenidos indican que los diferentes sistemas estudiados son útiles para proteger compuestos bioactivos como la curcumina, el β-caroteno, la ficocianina o las antocianinas, y aumentar su bioaccessibilitat y biodisponibilidad. Además, han revelado que la composición de las emulsiones afecta notoriamente las propiedades y funcionalidad de los sistemas. Por un lado, se ha observado que la adición de polisacáridos permite modular la digestibilidad de las emulsiones. Por otro lado, el tipo de emulsionante y el tipo de aceite utilizados han demostrado ser determinantes para incrementar la biodisponibilidad de los compuestos encapsulados.

Bioactive compounds present diverse biological properties that provide benefits to human health. Unfortunately, these compounds are easily degraded and show low absorption and bioavailability. In this doctoral thesis, the encapsulation of these compounds in emulsion-based systems to increase their functionality is investigated, focusing on the composition of the systems. The results obtained indicate that the different systems studied are useful to protect bioactive compounds such as curcumin, β-carotene, phycocyanin or anthocyanins, and increase their bioaccessibility and bioavailability. In addition, they have revealed that the composition of the emulsions significantly affects the properties and functionality of the systems. On the one hand, the addition of polysaccharides has been found to modulate the digestibility of emulsions. On the other hand, the type of emulsifier and the type of oil used have been shown to strongly influence the bioavailability of the encapsulated compounds.