Excipient foods: Designing food matrices that improve the oral bioavailability of pharmaceuticals and nutraceuticals

Food and Function

Volumn 5, Issue 7, 2014, Pages 1320-1333

  McClements, David Julian ^a,b   Xiao, Hang ^a  

^a UNIVERSITY OF MASSACHUSETTS   (United States)

^b KING ABDULAZIZ UNIVERSITY   (Saudi Arabia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

LINEAR TRANSFORMATIONS; METABOLISM; PELLETIZING; PHYSIOLOGY; SOLUBILITY;

BIOACTIVE AGENTS; CHEMICAL TRANSFORMATIONS; EPITHELIUM CELLS; FOOD COMPOSITIONS; GASTROINTESTINAL TRACT; ORAL BIOAVAILABILITIES; PHARMACEUTICAL PREPARATIONS; PHYSIOLOGICAL PROCESS;

BIOCHEMISTRY;

CARBOHYDRATE DIET; CHELATING AGENT; EXCIPIENT; FAT INTAKE; PLANT MEDICINAL PRODUCT; PROTEIN INTAKE; SURFACTANT; TRACE ELEMENT;

BIOAVAILABILITY; CARBOHYDRATE DIET; CHEMISTRY; DIET SUPPLEMENTATION; DRUG EFFECTS; FAT INTAKE; GASTROINTESTINAL TRACT; METABOLISM; PHARMACOKINETICS; PROTEIN INTAKE;

BIOLOGICAL AVAILABILITY; CHELATING AGENTS; DIETARY CARBOHYDRATES; DIETARY FATS; DIETARY PROTEINS; DIETARY SUPPLEMENTS; EXCIPIENTS; GASTROINTESTINAL TRACT; PHYTOCHEMICALS; SURFACE-ACTIVE AGENTS; TRACE ELEMENTS;

EID: 84903311446     PISSN: 20426496     EISSN: 2042650X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4fo00100a     Document Type: Review

References (142)

1. J. S. Jingling Tang Curr. Drug Ther. 2007 2 85 93
2. C. J. H. Porter N. L. Trevaskis W. N. Charman Nat. Rev. Drug Discovery 2007 6 231 248
3. E. Fernandez-Garcia I. Carvajal-Lerida M. Jaren-Galan J. Garrido-Fernandez A. Perez-Galvez D. Hornero-Mendez Food Res. Int. 2012 46 438 450
4. A. R. Patel K. P. Velikov LWT-Food Sci. Technol. 2011 44 1958 1964
5. M. J. Rein M. Renouf C. Cruz-Hernandez L. Actis-Goretta S. K. Thakkar M. D. Pinto Br. J. Clin. Pharmacol. 2013 75 588 602
6. D. Fleisher C. Li Y. Zhou L. H. Pao A. Karim Clin. Pharmacokinet. 1999 36 233 254
7. K. R. N. Moelants L. Lemmens M. Vandebroeck S. Van Buggenhout A. M. Van Loey M. E. Hendrickx J. Agric. Food Chem. 2012 60 11995 12003
8. C. W. Pouton C. J. Porter Adv. Drug Delivery Rev. 2008 60 625 637
9. M. N. Martinez G. L. Amidon J. Clin. Pharmacol. 2002 42 620 643
10. S. Hurst C. M. Loi J. Brodfuehrer A. El-Kattan Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 2007 3 469 489
11. D. N. D'Ambrosio R. D. Clugston W. S. Blaner Nutrients 2011 3 63 103
12. Y. Y. Yeap N. L. Trevaskis T. Quach P. Tso W. N. Charman C. J. H. Porter Mol. Pharm. 2013 10 1874 1889
13. W. N. Charman C. J. H. Porter S. Mithani J. B. Dressman J. Pharm. Sci. 1997 86 269 282
14. M. J. Brown M. G. Ferruzzi M. L. Nguyen D. A. Cooper A. L. Eldridge S. J. Schwartz W. S. White Am. J. Clin. Nutr. 2004 80 396 403
15. A. Nagao E. Kotake-Nara M. Hase Biosci., Biotechnol., Biochem. 2013 77 1055 1060
16. F. J. O. Varum G. B. Hatton A. W. Basit Int. J. Pharm. 2013 457 446 460
17. L. Salvia-Trujillo C. Qian O. Martin-Belloso D. J. McClements Food Chem. 2013 141 1472 1480
18. H. Kalasz I. Antal Curr. Med. Chem. 2006 13 2535 2563
19. J. Hamman J. Steenekamp Expert Opin. Drug Delivery 2012 9 219 230
20. A. T. Florence and D. Attwood, Physicochemical Principles of Pharmacy, Pharmaceutical Press, London, UK, 2011
21. D. J. McClements E. A. Decker Y. Park J. Weiss Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2009 49 577 606
22. H. D. Williams N. L. Trevaskis S. A. Charman R. M. Shanker W. N. Charman C. W. Pouton C. J. H. Porter Pharmacol. Rev. 2013 65 315 499
23. M. Shimizu Biosci., Biotechnol., Biochem. 2010 74 232 241
24. J. A. Arnott S. L. Planey Expert Opin. Drug Delivery 2012 7 863 875
25. D. J. McClements Expert Opin. Drug Delivery 2013 10 1621 1632
26. E. Bauer S. Jakob R. Mosenthin Asian-Australas. J. Anim. Sci. 2005 18 282 295
27. G. Fave T. C. Coste M. Armand Cell. Mol. Biol. 2004 50 815 831
28. B. Bermudez Y. M. Pacheco S. Lopez R. Abia F. J. G. Muriana Grasas Aceites 2004 55 1 10
29. A. Mullertz D. G. Fatouros J. R. Smith M. Vertzoni C. Reppas Mol. Pharmaceutics 2012 9 237 247
30. H. Singh A. Ye D. Horne Prog. Lipid Res. 2009 48 92 100
31. K. Larsson L. Cavonius M. Alminger I. Undeland J. Agric. Food Chem. 2012 60 7556 7564
32. G. B. Dudhatra S. K. Mody M. M. Awale H. B. Patel C. M. Modi A. Kumar D. R. Kamani B. N. Chauhan Sci. World J. 2012 1 33
33. T. Y. Wang M. Liu P. Portincasa D. Q. H. Wang Eur. J. Clin. Invest. 2013 43 1203 1223
34. J. A. Yanez S. W. J. Wang I. W. Knemeyer M. A. Wirth K. B. Alton Adv. Drug Delivery Rev. 2011 63 923 942
35. J. C. Espin M. T. Garcia-Conesa F. A. Tomas-Barberan Phytochemistry 2007 68 2986 3008
36. A. Ruiz-Garcia M. Bermejo A. Moss V. G. Casabo J. Pharm. Sci. 2008 97 654 690
37. G. A. van Aken Food Biophys. 2010 5 258 283
38. M. Koziolek G. Garbacz M. Neumann W. Weitschies Mol. Pharmaceutics 2013 10 1610 1622
39. R. G. Lentle and W. M. J. Patrick, The Physical Processes of Digestion, Springer, New York, NY, 2011
40. F. Kong R. P. Singh J. Food Sci. 2008 73 R67 R80
41. R. G. Lentle P. W. M. Janssen Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2010 50 130 145
42. A. Matalanis D. J. McClements Food Biophys. 2012 7 145 154
43. J. L. Boyer Comprehensive Physiology 2013 3 1035 1078
44. M. Covasa Am. J. Physiol.: Regul., Integr. Comp. Physiol. 2010 299 R1423 R1439
45. L. Kalantzi K. Goumas V. Kalioras B. Abrahamsson J. B. Dressman C. Reppas Pharm. Res. 2006 23 165 176
46. D. M. Cirin M. M. Posa V. S. Krstonosic Ind. Eng. Chem. Res. 2012 51 3670 3676
47. S. Rozner D. E. Shalev A. I. Shames M. F. Ottaviani A. Aserin N. Garti Colloids Surf., B 2010 77 22 30
48. C. Rupp H. Steckel B. W. Muller Int. J. Pharm. 2010 395 272 280
49. J. M. Rabanel V. Aoun I. Elkin M. Mokhtar P. Hildgen Curr. Med. Chem. 2012 19 3070 3102
50. M. J. S. Wickham R. M. Faulks J. Mann G. Mandalari Dissolution Technol. 2012 19 15 22
51. J. F. Bradbeer R. Hancocks F. Spyropoulos I. T. Norton Food Hydrocolloids 2014 35 522 530
52. T. J. Wooster L. Day M. Xu M. Golding S. Oiseth J. Keogh P. Clifton Food Hydrocolloids 2014 36 102 114
53. T. Helgason J. Weiss D. J. McClements J. Gislason J. M. Einarsson F. R. Thormodsson K. Kristbergsson J. Aquat. Food Prod. Technol. 2008 17 216 233
54. M. Thongngam D. J. McClements Food Hydrocolloids 2005 19 813 819
55. S. Bajad K. L. Bedi A. K. Singla R. K. Johri Planta Med. 2001 67 176 179
56. A. Dahan J. M. Miller AAPS J. 2012 14 244 251
57. P. Fasinu V. Pillay V. M. K. Ndesendo L. C. du Toit Y. E. Choonara Biopharm. Drug Dispos. 2011 32 185 209
58. A. des Rieux V. Fievez M. Garinot Y. J. Schneider V. Preat J. Controlled Release 2006 116 1 27
59. L. M. Ensign R. Cone J. Hanes Adv. Drug Delivery Rev. 2012 64 557 570
60. G. J. Doherty and H. T. McMahon, in Annual Review of Biochemistry, Annual Reviews, Palo Alto, 2009, vol. 78, pp. 857-902
61. M. Bohdanowicz S. Grinstein Physiol. Rev. 2013 93 69 106
62. E. Frohlich E. Roblegg Toxicology 2012 291 10 17
63. J. J. Powell N. Faria E. Thomas-McKay L. C. Pele J. Autoimmun. 2010 34 J226 J233
64. S. Maher D. J. Brayden L. Feighery S. McClean Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst. 2008 25 117 168
65. F. Buyukozturk J. C. Benneyan R. L. Carrier J. Controlled Release 2010 142 22 30
66. V. Gupta B. H. Hwang N. Doshi S. Mitragotri J. Controlled Release 2013 172 541 549
67. M. C. Chen F. L. Mi Z. X. Liao C. W. Hsiao K. Sonaje M. F. Chung L. W. Hsu H. W. Sung Adv. Drug Delivery Rev. 2013 65 865 879
68. V. Pillay A. R. Hibbins Y. E. Choonara L. C. du Toit P. Kumar V. M. K. Ndesendo Int. J. Pept. Res. Ther. 2012 18 259 280
69. X. X. Wang M. C. Valenzano J. M. Mercado E. P. Zurbach J. M. Mullin Dig. Dis. Sci. 2013 58 77 87
70. H. J. R. Lemmer J. H. Hamman Expert Opin. Drug Delivery 2013 10 103 114
71. G. Di Colo Y. Zambito C. Zaino J. Pharm. Sci. 2008 97 1652 1680
72. A. Yamamoto H. Katsumi K. Kusamori T. Sakane J. Pharm. Soc. Jpn. 2014 134 47 53
73. L. F. Jiang X. W. Long Q. Meng Int. J. Pharm. 2013 446 130 135
74. P. P. Constantinides K. M. Wasan J. Pharm. Sci. 2007 96 235 248
75. J. M. Planas I. Alfaras H. Colom M. E. Juan Arch. Biochem. Biophys. 2012 527 67 73
76. M. J. Jin H. K. Han J. Food Sci. 2010 75 H93 H96
77. J. X. Jia K. M. Wasan J. Pharm. Pharm. Sci. 2008 11 45 62
78. Y. C. Chi S. P. Lin Y. C. Hou Toxicol. Appl. Pharmacol. 2012 263 315 322
79. J. S. Choi B. C. Choi K. W. Kang Pharmazie 2009 64 49 52
80. M. J. Kang J. Y. Cho B. H. Shim D. K. Kim J. Lee J. Med. Plants Res. 2009 3 1204 1211
81. V. R. Challa P. R. Babu S. R. Challa B. Johnson C. Maheswari Drug Dev. Ind. Pharm. 2013 39 865 872
82. M. Tarvainen A. Phuphusit J. P. Suomela A. Kuksis H. Kallio J. Agric. Food Chem. 2012 60 3564 3579
83. E. A. Decker, B. Chen, A. Panya and R. J. Elias, Understanding Mechanisms of Oxidation and Antioxidant Activity, in Oxidation in Foods and Beverages and Antioxidant Applications, ed., E. A. Decker, R. J. Elias, and, D. J. McClements, 2011, vol. 1, pp. 225-248
84. J. S. Choi Y. J. Piao K. W. Kang Arch. Pharmacal Res. 2011 34 607 613
85. M. L. Failla C. Chitchumroonchokchai B. K. Ishida J. Nutr. 2008 138 482 486
86. M. L. Failla, T. Huo and S. K. Thakkar, In vitro screening of relative bioaccessibility of carotenoids from foods, Taipei, Taiwan, 2007
87. V. Tyssandier B. Lyan P. Borel Biochim. Biophys. Acta, Mol. Cell Biol. Lipids 2001 1533 285 292
88. T. Huo M. G. Ferruzzi S. J. Schwartz M. L. Failla J. Agric. Food Chem. 2007 55 8950 8957
89. S. R. Goltz W. W. Campbell C. Chitchumroonchokchai M. L. Failla M. G. Ferruzzi Mol. Nutr. Food Res. 2012 56 866 877
90. C. Qian E. A. Decker H. Xiao D. J. McClements Food Chem. 2012 135 1440 1447
91. J. Rao E. A. Decker H. Xiao D. J. McClements J. Sci. Food Agric. 2013 93 3175 3183
92. D. J. McClements Y. Li Adv. Colloid Interface Sci. 2010 159 213 228
93. E. Troncoso J. Miguel Aguilera D. J. McClements Food Hydrocolloids 2012 27 355 363
94. P. Borel V. Tyssandier N. Mekki P. Grolier Y. Rochette M. C. Alexandre-Gouabau D. Lairon V. Azais-Braesco J. Nutr. 1998 128 1361 1367
95. S. W. Cui, Food Carbohydrates: Chemistry, Physical Properties and Applications, Taylor and Francis, Boca Raton, FL, 2005
96. J. N. BeMiller and K. C. Huber, in Food Chemistry, ed., S. Damodaran, K. L. Parkin, and, O. R. Fennema, CRC Press, Bocan Raton, FL, 4th edn, 2008, ch. 4, pp. 83-154
97. C. G. Biliaderis and M. S. Izydorczyk, Functional Food Carbohydrates, CRC Press, Bocan Raton, FL, 2007
98. M. Armand Sci. Aliments 2008 28 84 98
99. D. J. McClements E. A. Decker Y. Park Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2009 49 48 67
100. M. V. Tzoumaki T. Moschakis E. Scholten C. G. Biliaderis Food Funct. 2013 4 121 129
101. T. Tsujita H. Takaichi T. Takaku T. Sawai N. Yoshida J. Hiraki J. Lipid Res. 2007 48 358 365
102. F. Fava J. A. Lovegrove R. Gitau K. G. Jackson K. M. Tuohy Curr. Med. Chem. 2006 13 3005 3021
103. S. Damodaran, in Food Chemistry, ed., S. Damodaran, K. L. Parkin, and, O. R. Fennema, CRC Press, Bocan Raton, FL, 4th edn, 2008, ch. 5, pp. 217-330
104. G. O. Phillips and P. A. Williams, Handbook of Food Proteins, Woodhead Publishing, Oxford, UK, 2011
105. M. C. O. Delgado V. A. Tironi M. C. Anon LWT-Food Sci. Technol. 2011 44 1752 1760
106. N. Bordenave B. R. Hamaker M. G. Ferruzzi Food Funct. 2014 5 18 34
107. D. M. Ribnicky D. E. Roopchand A. Oren M. Grace A. Poulev M. A. Lila R. Havenaar I. Raskin Food Chem. 2014 142 349 357
108. I. Depoortere Gut 2014 63 179 190
109. H. Singh A. Sarkar Adv. Colloid Interface Sci. 2011 165 47 57
110. H. Singh A. Q. Ye D. Horne Prog. Lipid Res. 2009 48 92 100
111. J. Maldonado-Valderrama P. Wilde A. Macierzanka A. Mackie Adv. Colloid Interface Sci. 2011 165 36 46
112. H. L. Yu Q. R. Huang J. Agric. Food Chem. 2011 59 9120 9126
113. T. Tokle Y. Mao D. J. McClements Pharm. Res. 2013 30 3200 3213
114. U. Lesmes P. Baudot D. J. McClements J. Agric. Food Chem. 2010 58 7962 7969
115. D. J. McClements Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2012 17 235 245
116. I. Kralova J. Sjoblom J. Dispersion Sci. Technol. 2009 30 1363 1383
117. D. J. McClements E. A. Decker Y. Park Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2009 49 48 67
118. V. Delorme R. Dhouib S. Canaan F. Fotiadu F. Carriere J. F. Cavalier Pharm. Res. 2011 28 1831 1842
119. Z. Vinarov S. Tcholakova B. Damyanova Y. Atanasov N. D. Denkov S. D. Stoyanov E. Pelan A. Lips Langmuir 2012 28 12140 12150
120. Y. Li D. J. McClements Eur. J. Pharm. Biopharm. 2011 79 423 431
121. E. Fernandez-Garcia F. Rincon A. Perez-Galvez J. Agric. Food Chem. 2008 56 10384 10390
122. B. Aspenstrom-Fagerlund L. Ring P. Aspenstrom J. Tallkvist N. G. Ilback A. W. Glynn Toxicology 2007 237 12 23
123. R. Devraj H. D. Williams D. B. Warren A. Mullertz C. J. H. Porter C. W. Pouton Int. J. Pharm. 2013 441 323 333
124. M. Hu Y. Li E. A. Decker D. J. McClements Food Hydrocolloids 2010 24 719 725
125. J. S. Patton M. C. Carey Science 1979 204 145 148
126. J. S. Patton R. D. Vetter M. Hamosh B. Borgstrom M. Lindstrom M. C. Carey Food Microstruct. 1985 4 29 41
127. N. H. Zangenberg A. Mullertz H. G. Kristensen L. Hovgaard Eur. J. Pharm. Sci. 2001 14 237 244
128. N. H. Zangenberg A. Mullertz H. G. Kristensen L. Hovgaard Eur. J. Pharm. Sci. 2001 14 115 122
129. M. Armand P. Borel P. Ythier G. Dutot C. Melin M. Senft H. Lafont D. Lairon J. Nutr. Biochem. 1992 3 333 341
130. S. Hwang S. Lee I. S. Ahn J. K. Yung Biocatal. Biotransform. 2009 27 290 295
131. J. K. Lorenzen S. Nielsen J. J. Holst I. Tetens J. F. Rehfeld A. Astrup Am. J. Clin. Nutr. 2007 85 678 687
132. T. Karupaiah K. Sundram Nutr. Metab. 2007 4 1 17
133. K. E. Scholz-Ahrens J. Schrezenmeir Int. Dairy J. 2006 16 1399 1407
134. M. Mukherjee J. Mol. Catal. B: Enzym. 2003 22 369 376
135. T. F. Whayne J. M. Felts J. Am. Oil Chem. Soc. 1971 48 A101
136. T. F. Whayne J. M. Felts Circ. Res. 1971 28 649 654
137. H. Kimura Y. Futami S. Tarui T. Shinomiya J. Biochem. 1982 92 243 251
138. Y. Li D. J. McClements Food Hydrocolloids 2011 25 1025 1033
139. T. Ranheim A. Gedde-Dahl A. C. Rustan C. A. Drevon Biochem. J. 1994 303 1 155 161
140. F. Martel R. Monteiro C. Calhau Nutr. Res. Rev. 2010 23 47 64
141. K. Lohner K. Schnabele H. Daniel D. Oesterle G. Rechkemmer M. Gottlicher U. Wenzel Mol. Nutr. Food Res. 2007 51 293 300
142. S. F. Zhou L. Y. Lim B. Chowbay Drug Metab. Rev. 2004 36 57 104