Metal bioaccesibility from Spirulina supplements

J Pharm Pharmacogn Res 8(5): 422-433, 2020.

Original Article

Bioaccessibility studies of Fe, Cu and Zn from Spirulina dietary supplements with different excipient composition and dosage form

[Estudios de bioaccesibilidad de Fe, Cu y Zn de suplementos dietarios de espirulina con diferente composición de excipiente y forma de dosificación]

María V. Principe1,2, Isis S. Permigiani1, María C. Della Vedova1, Elisa Petenatti2,3, Pablo Pacheco1*, Raúl A. Gil1

1Laboratorio de Espectrometría de Masas – Instituto de Química de San Luis (CCT-San Luis) – Universidad Nacional de San Luis. Av. Ejército de los Andes 950, Ciudad de San Luis (5700). Argentina.
2Área de Farmacognosia, Departamento de Farmacia, Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia – Universidad Nacional de San Luis. Av. Ejército de los Andes 950, Ciudad de San Luis (5700). Argentina.
3Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas – IMIBIO – Av. Ejército de los Andes 950, Ciudad de San Luis (5700). Argentina.
Abstract

Context: The cyanobacteria Spirulina is a food supplement according to its high nutritional value. However, the bioaccesibility (Bac) of nutrients like Fe, Cu and Zn from Spirulina can be affected by excipients and formulations of supplements.

Aims: To evaluate the Bac of Fe, Cu and Zn from different commercial presentations of Spirulina-based dietary supplements according to excipients and formulations.

Methods: Microscopic studies were performed to study Spirulina content in dietary supplements. Total Fe, Cu and Zn concentrations were determined by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS). Bac was calculated as the ratio between total metal concentration and the metal concentration after in vitro gastrointestinal digestion.

Results: The Spirulina fragments concentration in the analyzed dietary supplements were different, corresponding to 2.21 × 109 – 4.46 × 109 cell fragments/g (p = 0.021; 95% confidence).  Fe, Cu and Zn concentrations in Spirulina dietary supplements ranged from 63 ± 1 – 1066 ± 7 µg/g, 1.8 ± 0.1 – 187.9 ± 1.9 µg/g and 3.0 ± 0.3 – 57.3 ± 0.6 µg/g, respectively. Fe, Cu and Zn Bac were higher in the intestinal digestion stage in samples with high Spirulina count. Fe Bac was lower in tablets. Cu Bac was higher in the oral phase rather than the intestinal phase when Cu is present in excipients and not in Spirulina. Zn Bac decreases when Mg stearate is introduced as an excipient.

Conclusions: The Bac of Fe, Cu, and Zn from Spirulina dietary supplements showed to be affected by excipients composition and by the solid dosage form. The different commercial presentations of Spirulina affect their nutritional value.

Keywords: bioaccessibility; dietary supplements; excipients; metal accumulation; ICP-DRC-MS; in vitro digestion; Spirulina.

Resumen

Contexto: La cianobacteria espirulina es un complemento alimenticio según su alto valor nutricional. Sin embargo, la bioaccesibilidad (Bac) de nutrientes como Fe, Cu y Zn de la espirulina puede verse afectada por los excipientes y las formulaciones de suplementos.

Objetivos: Evaluar la Bac de Fe, Cu y Zn de diferentes presentaciones comerciales de suplementos dietéticos basados en espirulina de acuerdo con excipientes y formulaciones.

Métodos: Se realizaron estudios microscópicos para estudiar el contenido de espirulina en suplementos dietéticos. Las concentraciones totales de Fe, Cu y Zn se determinaron por espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS). Bac se calculó como la relación entre la concentración de metal total y la concentración de metal después de la digestión gastrointestinal in vitro.

Resultados: La concentración de fragmentos de espirulina en los suplementos dietéticos analizados fue diferente, correspondiendo a 2.21 × 109 – 4.46 × 109 fragmentos de células/g (p = 0.021; 95% de confianza). Las concentraciones de Fe, Cu y Zn en los suplementos dietéticos de espirulina variaron entre 63 ± 1 – 1066 ± 7 µg/g, 1.8 ± 0.1 – 187.9 ± 1.9 µg/g y 3.0 ± 0.3 – 57.3 ± 0.6 µg/g, respectivamente. Bac de Fe, Cu y Zn fueron mayores en la etapa de digestión intestinal en muestras con un alto recuento de espirulina. Bac de Fe fue menor en tabletas. Bac de Cu fue mayor en la fase oral que en la fase intestinal cuando Cu está presente en los excipientes y no en la espirulina. Bac de Zn disminuye cuando se introduce estearato de Mg como excipiente.

Conclusiones: La Bac de Fe, Cu y Zn de los suplementos dietéticos de espirulina se vio afectado por la composición de los excipientes y por la forma de dosificación sólida. Las diferentes presentaciones comerciales de espirulina afectan su valor nutricional.

Palabras Clave: acumulación de metales; bioaccesibilidad; digestión in vitro; espirulina; excipientes; ICP-DRC-MS; suplementos dietarios.

Download the PDF file .

Citation Format: Principe MV, Permigiani IS, Della Vedova MC, Petenatti E, Pacheco P, Gil RA (2020) Bioaccessibility studies of Fe, Cu and Zn from Spirulina dietary supplements with different excipient composition and dosage form. J Pharm Pharmacogn Res 8(5): 422–433.

© 2020 Journal of Pharmacy & Pharmacognosy Research (JPPRes)