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Propiedades Nutracéuticas de Soya Sergio O. Serna Saldivar Profesor Departamento de Biotecnología e Ingeniería de Alimentos ITESM-Campus Monterrey

Antecedentes

• Soya (Glicine max) es la oleaginosa de mayor producción e importancia en el mundo. • Su valor radica en la calidad de su aceite y la pasta proteica . • La pasta proteica de soya es considerada como la más nutritiva dentro de las proteínas de origen vegetal. • La soya tiene muchos fitoquímicos con probados efectos en salud humana por lo que se le considera una de los alimentos mas funcionales o nutracéuticos.

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Productos de Soya •

Germinado de Soya Leche Fluida o Deshidratada

Producos Fermentados

– – –

• • • • • •

Tofú

Natto Miso Tempeh

Harina Integral Harina Desgrasada Aceite de Soya Concentrado Proteico Aislado Proteico Proteína Texturizada o Carne de Soya

Objetivos • Presentar las propiedades nutracéuticas asociadas a la soya y sus productos. – – – – – –

Fibra Lipidos y Lecitina Vitaminas Compuestos Fenólicos Fitoesteroles Acido Fítico e Inositol

• Describir el papel de la soya en la prevención de: – Enfermedades Crónico Degenerativas – Cáncer – Osteoporosis

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Alimentos Nutraceuticos • La estrecha relación entre salud y alimentos ha sido reconocida por más de 2,500 años. • Hipocrates, el filósofo griego y padre de la medicina, postuló el siguiente lema “Permitan a los alimentos que sean su medicina y la medicina que sea su alimento”. • Esta frase corta pero profunda y sustantiva resume la nueva tendencia de los alimentos en este naciente siglo XXI.

Alimentos Nutracéuticos

• Definición: aquellos alimentos que contienen compuestos con probados efectos positivos en salud humana y que por lo tanto incrementan la calidad de vida. • Previenen las principales enfermedades crónicas degenerativas: – – – – –

Hipercolesterolemia Infartos al corazón y embolias cerebrales (ECV) Cánceres hormono dependientes y otros Diabetes Hipertensión

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Fitoquímicos en Soya • Lipidos

– Acidos grasos omega 6 y omega 3 – Lecitina y fosfolipidos en general – Colina derivado de lecitina

• Fibra Dietética • Fenólicos, flavonoides, isoflavonas y triterpenos o saponinas. • B-carotenos. • Vitaminas nutracéuticas: tocoferoles y ácido fólico • Fitoesteroles • Acido fítico (inositol).

Riesgos de Muerte • En el 2002 murieron 55.69 millones de personas – 9.1% de accidentes y heridas – 31.9% de enfermedades infecciosas – 59% de enfermedades silenciosas o crónico degenerativas Accidentes Enfermedades Infecciosas Enfermedades Crónico Degenerativas

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El Triangulo de la Muerte en el Mundo Moderno Hipercolesterolemia

Obesidad Diabetes

Hipertensi贸n

Cantidad de Fibra Insoluble y Soluble en Soya (100 g) Alimento de Soya

% de Fibra Insoluble 9.74

% de Fibra Soluble 9.73

Harina de Soya Integral

5.22

4.50

Harina de Soya Desgrasada

9.63

7.88

Prote铆na Texturizada

7.05

2.75

Tofu

1.05

1.05

Tempeh

5.67

4.65

Okara

41.8

13.6

Tempeh

5.67

4.65

Soya Grano

Fibra Balanceada: 56% Insoluble y 44% Soluble

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Cantidad de Fibra en Soya (100 g) Alimento

% de Humedad

Soya Grano

10.0

% de Fibra Cruda 5.5

Harina de Soya Integral Harina de Soya Desgrasada Proteína Texturizada

8.0

2.5

9.59

8.0

2.6

14.4

8.0

Tofu

% de Fibra Dietética 17.4

9.79 --

Tempeh

0.21 10.42

Frijoles

72.0

4.1

Hojuelas de Avena

9.3

1.2

10.9

Salvado de Trigo

9.9

10.3

42.8

Fibra Insoluble

• La fibra insoluble esta formada por – Celulosa – Hemicelulosa – Lignina (no es carbohidrato)

• Baja densidad calórica de los alimentos (baja obesidad). • Incrementa peso de las heces y fomenta la evacuación mas frecuente (previene constipación). • Decrementa tasa de absorción de glucosa (baja el índice glicémico). • Acarrea a compuestos cancerígenos y sales biliares. • Previene las hemorroides, diverticulosis y cáncer de colon. • Esta asociada con fitoquímicos nutracéuticos.

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Fibra Soluble

• Denominada así debido a que tiene afinidad por agua, algunas fibras solubles ligan 20 veces su peso de agua. • Es la fibra más díficil de adquirir en la dieta. – Fuentes: avena integral, nopalitos y soya integral.

• La fibra soluble esta formada por – Pectinas – Mucilagos (ricos en ácido galacturónico) – B glucanos

• Aunque no son fuentes de fibra per se el almidón resistente al ataque enzimático y oligosacaridos tienen efectos similares a la fibra soluble • La fibra soluble crea un bolo alimenticio más viscoso y se fermenta en el tracto gastrointestinal posterior (intestino grueso)

Fibra Soluble • Efectos en salud – Ayuda a bajar la densidad calórica de alimentos (provee 0 calorias) – Ayuda a que la glucosa se absorba más lentamente (buena para diabéticos). – Una vez que se fermenta en el intestino grueso produce ácidos grasos volátiles que pasan a torrente sanguíneo e inhiben a la HMG reductasa, enzima clave en sintesis de colesterol. Por lo tanto es hipocolesterolemica.

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Oligosacáridos • A pesar de que los oligosacaridos no son considerados fibra dietética soluble y que tienen mala fama por ser flatulentos estudios recientes indican que: – Incrementan población de Bifidobacterias en el TGI (prebiótica). – Reducen a los metabolitos toxicos y previenen cáncer de colon – Previenen la constipación – Previenen el crecimiento de bacterias patogenas

Efecto Hipocolesterolémico de la Fibra Soluble Torrente Sanguíneo Acidos Grasos Volátiles

Higado

Fibra Soluble e Insoluble

Fibra Soluble

Bacterias

Intestino Grueso

AGV

Fibra Insoluble Microflora Intestinal

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Acido Fítico e Inositol • El acido fítico esta asociado a la fibra de la soya y su principal función es almacenar fosforo. • La soya y sus productos contienen entre 1,000 a 2,300 mg/100 g. • Las fitasas atacan al acido fítico y pueden producir inositol – Mio-inositol es el biológicamente activo.

Soya • En la soya, la fitina son sales de Ca-Mg del hexafosfato de inositol. Las fitasas pueden llegar a producir inositol. – Germinado – Fermentación

• En el músculo cardiaco y en otros tejidos del cuerpo se encuentra el inositol en forma libre.

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Función Biológica - Inositol • Su función como vitamina, se halla estrechamente relacionada con la del ácido pantoténico y la del ácido paminobenzoico. • En combinación con la colina, tiene acción lipotrópica para reducir el nivel de grasa en el hígado. • Previene algunos cánceres como el de mama, colon y hepático. – Tiene efecto protectivo en las etapas de iniciación y promoción de cáncer – Incrementa la expresión de p53 – Decrementa la proliferación de celulas cancerígenas especialmente de mama.

• En la salud de las membranas celulares particularmente en las células del cerebro, médula ósea, ojos e intestinos.

• El mio-inositol, como constituyente de fosfolípidos de inositol, es un componente estructural importante del esqueleto, corazón y tejido cerebral. • Desempeña un papel importante en el crecimiento de las células hepáticas y de la médula ósea, en el transporte de lípidos en el hígado (colesterol), y en la síntesis del ARN.

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Aceite de Soya

• Contiene aproximadamente 20% aceite.

– 53% es ácido linoleico 18:2  9,12 omega 6 – 7-8% es ácido linolenico 18:3  9,12,15 omega 3 – 7-8:1 relación omega 6:omega 3

• El aceite crudo de soya contiene: – Contiene lecitina y otros fosfolipidos (1.5-2.5%) – Contiene fitoesteroles (0.33% fitoesteroles) – Contiene tocoferoles (0.15-0.21% tocoferoles)

Acido Linolenico es Precursor de EPA y DHA Octadecatetraenoico (18:4)

α Linolenico (18:3)

Δ 6 Desaturasa

Docosapentaenoico (22:5)

Eicosatetraenoico (20:4) Elongasa

Elongasa

Δ 6 Desaturasa

Eicosapentaenoico (20:5)

Elongasa

Tetracosapentaenoico (24:5)

Tetracosahexaenoico (24:6) Δ 6 Desaturasa

Δ 4 Desaturasa

Docosahexaenoico (22:6)

Retroconversión

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Lecitina • La lecitina de la soya consiste de fosfatidil colina, fosfatidil serina, fosfatidil etanol amina y fosfatidil inositol. • Fosfatidilcolina: considerada por algunos como un nutriente esencial y un fuerte nutracéutico • La administración de colina a perros sin páncreas prolongaba la vida y bajaba la incidencia de infliltraciones grasas en el hígado. CH3 HO-CH2-CH2-N--CH3 CH3

Funciones de la Lecitina, Colina y sus Metabolitos • Donador de grupos métilicos y componente de membranas celulares. • Involucrado en la señalización celular y neurotrasmisor • Encontrado en el sarcolema del músculo cardiaco; previene infartos. • Previene la infiltración de grasa y cáncer hepático. – Previene la cirrosis hepática.

• Baja colesterol y es componente obligatorio del VLDL y HDL. • Ayuda al desarrollo cerebral (colina es incluida en formulas para bebes). • Ayuda a mejorar la motilidad de los espermatozoides y a que se implante mejor el ovúlo.

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• • • • •

Tocoferoles El aceite crudo de soya contiene aprox. 0.18% tocoferoles y el refinado 0.15% Ayudan a prevenir el estrés oxidativo. Considerados como segunda linea de defensa contra radicales libres. Estudios epidemiológicos y de laboratorio sugieren la vitamina E protege contra la aparición de todas las enfermedades crónico degenerativas. Protegen contra la oxidación de las LDL y por consiguiente disminuye las ECV. Ayuda a prevenir el cáncer por el aumento de la respuesta inmunológica, disminuyen la acción de algunas enzimas que promueven el crecimiento de células cancerigenas (PKC), y por disminución de la prostaglandina E2 y otros compuestos que provocan inflamación.

Fitoesteroles • Compuestos de ocurrencia natural en las leguminosas. • Los aceites de soya crudo y refinado contienen 0.33 y 0.13% de fitoesteroles indicando una importante perdida en el proceso de refinación . • β-sitosterol (20%), campesterol (20%) y estigmasterol (20%) son las formas más comúnes. El 40% de estos esteroles estan en forma libre y el 60 restante en formas glicosidadas o esterificadas a ácidos grasos • No son sintetizados en el cuerpo humano. • Absorción en el intestino de menos de 5%. • Rápidamente removidos de la circulación por la ruta de los ácidos biliares.

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Fitoesteroles • Los fitoesteroles tienen una estructura similar al colesterol. • Se consideran compuestos nutracéuticos e hipocolesterolémicos ya que compiten con la absorción de colesterol. – La ingesta de altas cantidades de fitoesteroles disminuyen la absorción del colesterol ya que desplazan al colesterol durante la formación de miscelas mediadas por los compuestos biliares y porque inhiben la esterificación del colesterol.

• Estos hechos estan siendo aprovechados por algunas industrias alimentarias para producir y mercadear margarinas enriquecidas con fitoesteroles.

Fitoesteroles en Soya Composición de esteroles en algunos aceites de semillas de importancia comercial (mg/Kg) Maíz

Algodón

Oliva

Palma

Colza

Soya

Girasol

Campesterol

2691

170

28

358

1530

720

313

Stigmasterol

702

42

14

204

-

720

313

β-sitosterol

7722

3961

1310

1894

3549

1908

2352

Δ5-avenasterol

468

85

29

51

122

108

156

Δ7stigmastenol

117

-

58

25

306

108

588

-

-

-

-

-

36

156

Δ7-avenasterol

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Mecanismo de la Acción de los Fitoesteroles

Desplazan el colesterol en las micelas intraluminales en el intestino, reduciendo la absorción del colesterol por las celulas epiteliales.

Fitoesteroles y La Salud

• Derivados de soya, son efectivos para la reducción de niveles de colesterol y de LDL. – Esteroles de diferentes estructuras pueden variar su potencial de absorción de colesterol. – Existe una competencia de su transporte al epitelio intestinal y su fijación de la enzima responsable de regular el ritmo de entrada del colesterol (Acil-colesterol aciltransferasa) ------ colesterol se elimina en las heces. – Incrementa los receptores de LDL--- acelerando el catabolismo del colesterol.

• Sitosterol, eficacia en tratamiento de Hiperplasia Benigna de Próstata y otros padecimientos de vías urinarias.

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Compuestos Fenólicos • Actúan como antioxidantes. • Divididos en tres grandes grupos – Simples: ácidos fenólicos – Flavonoles, antocianinas etc – Taninos condensados

• Protege contra: – – – – –

Ataques al corazón y embolias Cáncer Alto colesterol Anti-inflamatorio Antimutagénico

Isoflavonas HO

O

R2

R1

O

CH2O-R5 OH

O

O

HO OH

R4

R3

O OH (Messina, 2001)

R1

R2

Daidzeina

H

H

Genisteína

OH

H

Gliciteína

H

OCH3

Compuesto

OH

O

Compuesto

R3

R4

R5

Daidzina

H

H

H

Genistina

OH

H

H

Glicitina

H

OH3

H

Acetildaidzina

H

H

COCH3

Acetilgenistina

OH

H

COCH3

Acetilglicitina

H

OCH3

COCH3

Malonildaidzina

H

H

COCH2COOH

Malonilgenistina

OH

H

COCH2COOH

H

OCH3

COCH2COOH

Malonilglicina

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Isoflavonas o Fitoestrógenos OH

• Isoflavonoides (Fitoestrógenos) – – – –

Prevención de cáncer de mama Osteoporosis Cáncer de Próstata Tratamiento de mujeres menopaúsicas.

HO

O

OH

O

• Las agliconas son más bioreactivas que las IF asociadas con glucosidos.

Isoflavonas como Fitoestrógenos

•La soya contiene de 1 a 4 mg/gr. •Las isoflavonas de la soya tienen 1/100,000 de la actividad estrogenica del estradiol

•Son similares en estructura y peso molecular a los estrógenos endógenos y tienen la habilidad de unirse, por tanto a los receptores e inducir respuestas en 2001) ciertos tejidos (Messina, de mamíferos.

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Isoflavonas • Se ligan a los receptores de estrógenos (ERά o ERß) ejerciendo actividad agonista o antiagonista algo que es dificil de entender desde el punto de vista bioquímico o metabólico. • Afectan la función de las membranas celulares y la señalización de importantes reacciones metabólicas. • Inhibición de quinasas de tirosina (cáncer de próstata).

Efectos Anticáncer de los Fitoestrógenos1 Mecanismos Anticáncer de los Fitoestrógenos Inhibición de proteína tirosina kinasa (PTK) Inhibición de la enzima aromatasa Inhibición de la 17β hidroxiesteroide deshidrogenasa Inhibición de la 5α-reductasa Incremento en la síntesis de globulina de enlace de hormona sexual Incremento en la longitud del ciclo menstrual Inhibición de la angiogénesis Efectos antioxidantes 1(Mitchell,

2001)

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Bioactividad Comparada entre Agliconas e Isoflavbonas Glucosidadas

Digestión y Absorción de Isoflavonas • Las isoflavonas glucosidadas tienen una menor tasa de absorción que las agliconas. Las formas glucosidadas de diadzeína y genisteína tardaron 9 hrs en llegar a los máximos niveles en sangre mientras que las agliconas en aprox. 5 hrs (Setchell et al 2001). • La genisteína de la soya se abosrbe en aproximadamente 40% (Andlauer et al 1999). • Las isoflavonas glucosidadas con fermentadas en el intestino produciendose principalmente equol que tiene mayor bioactividad y es el fitoestrógeno más parecido al estradiol.

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Concentración en Plasma de IF Glucosidadas y Agliconas

Refrencia: Izumi et al 2000

Efecto Inhibitorio de Ginesteína y Daidzeína en Células Cancerígenas de Mama Genisteína

Daidzeína

Refrencia: Constatinou, 1998

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Efectos Anticarcinogénicos de los Flavonoides

• Quercetina y Mirecetina

– Ratas alimentadas con 5% de flavonoides tuvieron una incidencia de cáncer de mama inducido con DMBA 48% menor (Verma et al., 1988). – Inhibe el cáncer de colon inducido por azoxymetano en ratas y ratones (Deschneret al., 1991, 1993). – Leucemia: L1210 and P-388 (Suolinna et al., 1975), cáncer gástrico: HGC27, NUGC-2, NKN-7, MKN-28(Yoshida et al., 1990), cáncer de colon: COLON320 DM (Hosokawa et al., 1990), cáncer de mama (Markaverich et al., 1988; Hirano et al., 1989), cáncer de ovario (Scambia et al., 1990a).

Osteoporosis

• La osteoporosis es un problema ampliamente distribuido en el mundo debido a que se ha subido la expectativa de vida. Dos terceras partes se presentan en mujeres que viven en países desarrollados. • La soya es una excelente opción para la prevención de la osteoporosis debido a: • •

Proteína: bajo nivel de amino ácidos azufrados en comparación con productos de origen animal que excacerban la perdida de calcio en orina. Isoflavonas: estos fitoestrogenos cambian la permeabilidad de las celulas epiteliales del intestino y por consiguiente ayudan a la absorción del calcio. El efecto positivo es más notorio en mujeres postmenopausicas.

• En un estudio de seis meses realizado con mujeres adultas menopausicas indicó

que el aislado de soya propició mayor densidad ósea en comparación con la leche.

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Triterpenos • Los triterpenos o saponinas se han identificado como potentes anticancerígenos asociados a la soya (soyasaponinas) • Se derivan del escualeno (C30) y son de estructura relativamente compleja – Tetracíclicos – Pentacíclicos – Pueden contener grupos hidroxilos, cetona o aldehído y ácido carboxílico.

Triterpenos

• La mayoría de los triterpenos se encuentran en formas glucosidadas. • Las saponinas, pueden ser glicósidos de: – los triterpenos  saponinas triterpenoides – los esteroles  saponinas esteroidales

• Los esteroles estructuralmente, son muy parecidos a los triterpenoides tetracíclicos por su esqueleto cíclico base de ciclopentano perhidro:

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Triterpenos •

• •

Las soya saponinas así como otros triterpenos pentacíclicos tienen actividad inhibitoria en melanomas, células cancerígenas de ovario humano y pulmón. Además son inhibidoras de virus incluyendo al del SIDA. Triterpenos son capaces de cambiar la permeabilidad de la membrana mitocondrial. Liberación de distintas proteínas que contribuyen a la apopotosis con capacidad de: – Fragmentar el núcleo celular, – Degradar el ADN y el RNA (endonucleasas), – Activar a las caspasas (enzimas proteolíticas).

Detienen a la angiogénesis al inhibir el crecimiento de las células epiteliales, con lo que se impide que el tumor siga creciendo y las células cancerígenas puedan migrar a otras partes del cuerpo.

Acido Fólico

• El ácido fólico es la vitamina del complejo B que ha recibido mas atención recientemente. - Defectos de tubo neural, malformaciones, anacefalias e hidrocefalias

- Su relación con la prevención de ECV en adultos

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Fuentes de Folato 0.9% 0.4% 3.0%

2.9%

3.5% 1.5% 1.9%

Cereales 38.2%

Semillas de leguminosas Vegetales de hojas verdes

15.6%

Otros vegetales Raíces y tubérculos Nueces y oleaginosas Condimentos Frutas Pescado

10.4%

Otros productos cárnicos Leche y derivados 21.7%

Deficiencia de Folacina • Embarazo • • • Anemia megaloblástica. • Enfermedades cardiovasculares: El ácido fólico disminuye las concentraciones de homocisteína. • Enfermedad de Alzheimer: La homocisteína es neurotóxica; los niveles bajos de folato están Defectos del tubo neural Espina bífida y anencefalia.

asociados con la neurodegeneración • Cáncer: La deficiencia de folato está asociada mutaciones debidas a que no se une el uracilo a la timina durante la síntesis de RNA. La suplementación con ácido fólico reduce el cáncer de cólon.

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Homocisteína vs ECV

JC Peterson, JD Spence. Vitamins and progression of atherosclerosis in hyper-homocyst(e)inaemia. Lancet 1998 351: 263.

Homocisteína vs ECV • El mecanismo primario para disminuir la incidencia de

las enfermedades cardiovasculares del Acido Fólico es mediante la remetilación de la homocisteína a metionina teniendo como resultado la disminución de homocisteína en el plasma.

• La homocisteína incrementa la agregación plaquetaria y

la trombósis mediante el incremento en la síntesis de tromboxanos y la inhibición de sustancias anticoagulantes.

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Germinado de Soya • • • • • •

Incrementa cantidad de B caroteno. Incrementa biodisponibilidad de minerales Incrementa digestibilidad de proteína Decrementa cantidad de oligosacaridos El acido fítico es degradado por fitasas Incrementa cantidad de isoflavonas agliconas.

Productos de Soya Fermentados

• El Bacillus subtilis utilizado en la fermentaión del Natto (soya entera cocida y fermentada) y el Aspergillus oryzae usado en la producción de Miso son considerados microorganismo probióticos aunque no es tan resistente al ataque del jugo biliar. – Refuerzo del sistema inmune – Actividad fibrinolítica debido a subtilisina (baja trombosis) – Producción de agliconas de isoflavonas que son mas bioactivas.

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Productos de Soya Fermentados

• El Aspergillus oryzae utilizado en la fermentación del Miso (pasta de soya cocida y fermentada)

– Previene infecciones estomacales y ulceras estomacales y duodenales a través de la inhibición de Helicobacter pilori. – Actua como prebiótico y deja crecer a Bifidobacterias que se alimentan de oligosacáridos. – Previene cáncer especialmente de mama, próstata y estómago (isoflavonas y flavonoides). – Reduce colesterol debido a acido linolenico, linoleico, fitoesteroles y vit. E.

• El Rhizopus oligosporum utilizado en la fermentación del Tempeh(soya descascarada cocida y fermentada)

– Previene infecciones estomacales y ulceras estomacales y duodenales a través de la inhibición de Helicobacter pilori. – Actua como prebiótico y deja crecer a Bifidobacterias que se alimentan de oligosacáridos. – Previene cáncer especialmente de mama, próstata y estómago (isoflavonas y flavonoides). – Reduce colesterol debido a acido linolenico, linoleico, fitoesteroles y vit. E.

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Propiedades nutraceuticas soya  
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