Cálcio, fósforo, magnésio, ferro, zinco, cobre, potássio, sódio, manganês, cloro, enxofre, flúor, selênio, entre outros, são substâncias que fazem parte do grupo dos minerais, que compõe 4% do corpo humano e que são fundamentais para o bom funcionamento do organismo.

Mesmo que produzidos em pequenas quantidades no organismo, exercem diversas atividades: são essenciais à manutenção dos tecidos do corpo humano, como por exemplo, o sistema musculoesquelético; compõe diversos sistemas enzimáticos, que garantem as funções vitais, como digestão, absorção e detoxificação hepática; além da manutenção do sistema nervoso central.

Os minerais são nutrientes que podem ser encontrados em todo o espectro da dieta, embora predominem no reino vegetal. De um modo geral, a nutrição mineral ideal requer 16 minerais, dos quais sete são necessários em quantidades um pouco maiores, denominados de macrominerais, como cálcio, magnésio, sódio, potássio e fósforo, e nove em quantidades mínimas, denominados de microminerais, como ferro, cobre, iodo, manganês, zinco, molibdênio, cromo, selênio e flúor.

O cálcio e o ferro são os dois participantes mais conhecidos do grupo dos minerais. O corpo humano é composto por 4% a 5% de minerais, sendo que o cálcio responde pela metade desse valor. Já o ferro está envolvido em diversas atividades importantes para o organismo, entre elas, o transporte de oxigênio para todas as células. Isso não minimiza a importância dos demais minerais, os quais são igualmente indispensáveis para manter a boa saúde.

A Organização Mundial de Saúde (OMS) reconhece o papel de 18 minerais, entre eles o zinco, cálcio, ferro, magnésio, iodo, selênio e outros, como fundamentais para o bom funcionamento do organismo. Entre os minerais, cujos benefícios foram descobertos mais recentemente, estão o boro, o enxofre, o molibdênio, e o vanádio.

Os minerais são elementos inorgânicos, combinados com algum outro grupo de elementos químicos, como por exemplo, óxido, carbonato, sulfato e fósforo, entre outros. Porém, no organismo, não estão combinados dessa forma, mas de um modo mais complexo, ou seja, estão quelados, o que significa que estão combinados com outros constituintes orgânicos, como as enzimas, os hormônios, as proteínas e, principalmente, os aminoácidos.

A quelação é definida como um processo em que o mineral é envolvido pelos aminoácidos, formando uma espécie de esfera, com o mineral no centro, evitando que reaja com outras substâncias. É um processo natural pelo qual os elementos inorgânicos minerais são transformados em formas orgânicas, que podem ser perfeitamente absorvidas pelas velosidades intestinais, passando, desse modo, para a corrente sanguínea.

Nessa forma quelada, ou seja, unidos a aminoácidos procedentes da digestão de proteínas, são absorvidos minerais como ferro, cálcio, magnésio e outros.

Os minerais quelatos estão ligados a compostos que o organismo tem maior facilidade de reconhecer e absorver, promovendo a absorção de forma significativa. Essa ligação também ajuda a impedir que os minerais interajam com outros compostos.

Do ponto de vista da biodisponibilidade, os minerais quelatos são absolutamente necessários, pois asseguram uma melhor absorção e utilização, mesmo em condições de estresse e sob condições nutricionais variáveis, o que não pode ser obtido com as formas inorgânicas ou iônicas.

Embora sejam produtos que envolve maior tecnologia e complexo processo de produção, tornando-os, consequentemente, mais onerosos,sua qualidade é superior, não somente por protegerem o mineral de interações antagônicas com a dieta, mas também por serem melhor utilizados e aproveitados em vários sistemas biológicos.

Um quelato é um composto químico formado por um íon metálico ligado por várias ligações covalentes a uma estrutura heterocíclica de compostos orgânicos, como aminoácidos, peptídeos ou polissacarídeos.

A quelação é um processo lento e para que ocorra, o mineral necessita ser ionizado e colocado em solução com um agente quelante. Pode levar de duas a 18 horas para que ocorram as ligações químicas entre o cátion e o ligante. As soluções são devidamente aquecidas ou resfriadas, com agitação contínua para assegurar que os componentes não precipitem a solução antes que a quelação ocorra.

O pH deve ser monitorado atenciosamente, já que é preciso assegurar que o quelato não será hidrolisado no ambiente ácido do estômago, mas sim redirecionado ao pH alcalino do intestino e, então, para a mucosa do jejuno.

Os quelatos devem ser eletricamente neutros. Por haver cargas positivas e negativas na membrana de cada célula intestinal, se um quelato não for neutro será repelido ou ligado a membrana, sendo sua absorção prejudicada. Para alcançar um estado elétrico neutro, o quelato deve ser complexado a um ânion facilmente ionizável, como um halógeno ou um grupo sulfato, e o ligante deve satisfazer, tanto o estado oxidativo, quanto o número coordenado do átomo metal.

Ao sintetizar quelatos, também deve-se monitorar o peso molecular, que está relacionado diretamente com a biodisponibilidade. Para determinar o peso molecular total de um quelato, é necessário ter o peso atômico de todos os átomos da ligação mais o peso atômico do metal que está sendo quelado; o peso molecular não pode exceder 800 daltons.

A quelação pode ocorrer entre os minerais e muitos tipos de compostos, entretanto, ao utilizar ligantes facilmente metabolizados, como os aminoácidos, obtém-se 100% da densidade do nutriente, o que significa que todos os quelatos, tanto o metal como o ligante, são biologicamente utilizados.

Alguns agentes quelantes, como o EDTA ou o ácido picolínico, não são biologicamente utilizados. Quando o organismo separa o ligante do metal, é deixado como uma partícula estranha não metabolizável (o ligante) e deve ser eliminado para não causar danos biológicos.

O ligante é um componente crítico de um quelato, é o que realmente transforma a molécula anteriormente inorgânica em uma forma mineral orgânica, tornando-a, assim, mais biodisponível para o organismo. A molécula resultante é caracterizada por uma estrutura em anel, com o ligante unido em ambas as extremidades ao mineral. Variações da estrutura do quelato podem incluir um, dois ou três ligantes, com cada extremidade unida ao mineral em dois lugares.

A molécula de ligante orgânico pode consistir em aminoácidos, cadeias de proteínas hidrolisadas (geralmente de soja), açúcares ou outros compostos que podem ou não oferecer valor de absorção para o corpo humano. Não é o valor nutritivo do ligante a chave para um mineral quelato, mas sim o mecanismo do ligante de tornar o mineral mais biologicamente eficaz do que a sua contraparte inorgânica.

Geralmente, o custo determina a escolha do ligante usado na fabricação. A glicose e as proteínas de soja hidrolisadas são de menor custo; proteínas hidrolisadas estão disponíveis em uma variedade de cadeias de proteínas não identificadas. Alguns são muito grandes e não tão estáveis no processo digestivo.

À medida que as formas minerais orgânicas se tornam mais abundantes no mercado consumidor, é importante entender por que alguns minerais quelatos apresentam vantagens sobre outras formas minerais queladas e orgânicas; a diferença geralmente se resume ao tipo de ligante.

O componente ligante de um quelato tem influência direta no mecanismo de tornar o mineral mais eficaz biologicamente. Dependendo do tipo específico, um ligante irá variar em sua capacidade natural de “segurar” (ligação química entre átomos) um mineral nessa estrutura de “anel” quelato. Alguns ligantes criam estruturas de quelato fracas, que se separam no processo digestivo, resultando na liberação do mineral e, portanto, revertendo para a forma inorgânica.

Dependendo do seu tamanho, o ligante também varia em sua capacidade de ser pego intacto (com o mineral) como uma proteína e puxado diretamente para a célula receptiva dentro do intestino. Ligantes grandes e aleatórios, como os presentes nas proteínas de soja hidrolisada, são grandes demais para serem captados pelos receptores intestinais como uma estrutura quelada intacta. A estrutura grande deve ser quebrada para ser absorvida, resultando na dissociação do mineral do ligante durante a digestão, anulando a vantagem da biodisponibilidade de um mineral quelatado. Um quelato de gluconato (utilizando uma molécula de glicose) apresenta o mesmo problema.

Em contraste, um pequeno ligante, como a glicina, se liga ao mineral e cria uma molécula quelada completa, pequena o suficiente para ser selecionada pelos receptores de proteína no processo digestivo, um fator-chave para o aumento da biodisponibilidade mineral.

De acordo com pesquisas, os minerais quelatos são mais digeríveis do que as formas não quelatas. No entanto, nem todos os quelatos são iguais. Alguns minerais quelatos são mais biodisponíveis do que outros. A quelação, ou complexação, permite melhorar a biodisponibilidade do metal, protegendo-o contra complexantes insolúveis ou antagonistas presentes no trato digestivo e/ou promovendo a sua absorção ou o seu uso metabólico.

Os proteinatos, ou quelatos, são descritos como minerais orgânicos em contraste com minerais inorgânicos, aqueles que não estão ligados aos aminoácidos. Os quelatos são compostos químicos nos quais a molécula de metal, ou seja, o mineral, é combinado com uma molécula orgânica também conhecida como ligante pela ligação a pelo menos dois sítios de ligação do mineral por meio de ligação coordenada ou ligação covalente dativa, tornando toda a molécula orgânica por natureza.

Os minerais quelatos são melhor absorvidos pelo corpo humano do que os minerais inorgânicos, portanto, uma concentração mais baixa pode ser usada para atingir a biodisponibilidade ideal do mineral desejado, o que, além de economizar no custo geral do produto, também é mais eficaz.

Quase todos os minerais quelatos disponíveis para consumo humano baseiam-se em aminoácidos (glicina) como agente quelante, pois são menores e estáveis, o que facilita a sua captação pelo receptor de proteína no processo de digestão, tornando-o mais biodisponível do que as suas contrapartes, ou seja, complexos de polissacarídeos e proteinato.

No entanto, o efeito dos agentes quelantes geralmente depende da estabilidade dos quelatos no intestino e da sua solubilidade em água ou lipídios.

A estabilidade dos quelatos de metais pesados pode ser aumentada por excesso de agentes quelantes e o efeito benéfico na absorção pode ser revertido. Muitos quelatos de ferro, zinco e cobre são igualmente bem utilizados como os sais correspondentes.

Embora o corpo humano tenha a capacidade de criar minerais quelatos no processo digestivo, o processo não é muito eficiente.

Enquanto os minerais geralmente apresentam sabor desagradável, baixa biodisponibilidade e aceleram a decomposição dos alimentos, os minerais quelatos demonstraram não afetar a oxidação e contribuir com o sabor mínimo (excelentes propriedades organolépticas).

Na fortificação de alimentos, os minerais quelatos têm mostrado resultados notáveis, sendo a escolha preferencial para a fortificação de minerais em alimentos, suplementos nutricionais, bebidas, misturas em pó e muitos outros tipos de aplicações, pois fornecem absorção e retenção superiores; melhoram a biodisponibilidade, estabilidade e translocação; reduzem a toxicidade; protegem de interações adversas; e são 100% compostos por minerais solúveis.