Química Viva
Universidad de Buenos Aires quimicaviva@qb.fcen.uba.ar ISSN (Versión en línea): 1666-7948
ARGENTINA

2005
María Pía Taranto / Marta Médici / Graciela Font de Valdez
ALIMENTOS FUNCIONALES PROBIÓTICOS
Química Viva, mayo, año/vol. 4, número 001
Universidad de Buenos Aires
Buenos Aires, Argentina pp. 26-34

Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Universidad Autónoma del Estado de México http://redalyc.uaemex.mx Revista QuímicaViva, número 1, año 4, mayo 2005

ISSN 1666-7948 www.quimicaviva.qb.fcen.uba.ar Revista QuímicaViva
Número 1, año 4, mayo 2005 quimicaviva@qb.fcen.uba.ar Alimentos funcionales probióticos

Dras. María Pía Taranto, Marta Médici y Graciela Font de Valdez*
Laboratorio de Tecnología y Genética, Centro de Referencia para Lactobacilos (CERELA/CONICET),
Chacabuco 145, T4000CNK, Tucumán, Argentina. E-mail: gfont@cerela.org.ar.
Palabras clave: Lactobacilos, probióticos, alimentos funcionales

La demanda del mercado nacional e internacional ha impulsado en los últimos años una nueva línea de alimentos funcionales probióticos, productos alimenticios que, además de su valor nutritivo intrínseco, ayudan a mantener el estado de salud general del organismo y a la vez pueden tener un efecto benéfico adicional, terapéutico o preventivo en el huésped. El concepto de alimentos funcionales (AF) tiene su origen en una mayor comprensión de las bases moleculares de la relación existente entre alimentación y salud y la posibilidad de contar con reguladores biológicos (donde las bacterias lácticas juegan un papel protagónico) que disminuyan el riesgo de contraer enfermedades.
Los microorganismos comúnmente empleados como probióticos se encuentran disponibles comercialmente a través de laboratorios o industrias alimenticias a nivel internacional así como en colecciones de cultivos. Sin embargo, muchos de ellos con propiedades particulares, están protegidos mediante patentes o licencias. La colección de cultivo de CERELA cuenta con un banco de bacterias probióticas para diferentes estudios tales como producción de vitaminas, regulación lipídica, inmunomodulación, protección del tracto gastrointestinal, etc.
En esta revisión del tema se describen la disminución de intolerancia a la lactosa –uno de los efectos probióticos de las BAL mejor documentados- y otros potencialmente benéficos, por ejemplo, propiedades inmunomoduladoras, capacidad hipolipemiante, inhibición de patógenos intestinales, propiedad protectora de la mucosa gástrica, actividad antagónica contra rotavirus, prevención de reacciones alérgicas y disminución del riesgo de enterocolitis necrotizante neonatal. La investigación científico-tecnológica de estas propiedades permitirá optimizar los procesos de elaboración de alimentos funcionales que contengan este tipo de cultivo lácticos, así como conocer los mecanismos por los cuales estas bacterias ejercen su efecto benéfico en el huésped, lo que reforzará la confianza de la comunidad médica y el público en general en el uso de estos bio-reguladores que se encuentran a la vanguardia en el mercado internacional de alimentos.

Probiotic functional foods
Key words: Lactobacillus, Probiotics, Functional Foods
Functional foods are the food industry´s response to the consumer´s demand for foods that are both attractive and healthy, a market that has tremendously increased during last years. These kinds of products are branded foods, which claim, explicity or implicity, to improve health or well-being.
Nowadays, much research is being done in the field concerning the molecular bases of the

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relationship existing between nutrition and health, and the possibility of developing biological regulators containing probiotic lactic acid bacteria, which might be used to prevent the risk of disease.
Some lactic probiotic cultures are commercially available but many other strains with particular properties are either protected by a patent or licenced. Within the culture collection of CERELA there is a bank of probiotic cultures, which are being studied for different purposes, e.g., as vitamin producers, lipid bioregulator, immune stimulant, gastrointestinal bioprotectors, etc.
In this review some beneficial effects due to lactic acid bacteria like the reduction in lactose intolerance –one of the best-documented probiotic effect- the immuno-modulation properties, the cholesterol reduction, inhibition of intestinal pathogens, the protection of the gastric mucose, the antagonistic activity against rotavirus, or the prevention of allergic reactions are described. The scientific and technological research in the field will support in the future a better handling of these cultures and the development of novel products with well known beneficial properties and way of action in the host.

L.casei
La demanda del mercado nacional e internacional ha impulsado en los últimos años una nueva línea de alimentos funcionales probióticos, productos alimenticios que, además de su valor nutritivo intrínseco, ayudan a mantener el estado de salud general del organismo y a la vez pueden tener un efecto benéfico adicional, terapéutico o preventivo en el huésped. Según la FAO (2002) los probióticos se definen como: “Microorganismos vivos que ejercen una acción benéfica sobre la salud del huésped al ser administrados en cantidades adecuadas”. El concepto de alimentos funcionales
(AF) tiene su origen en una mayor comprensión de las bases moleculares de la relación existente entre alimentación y salud y la posibilidad de contar con reguladores biológicos (donde las bacterias lácticas juegan un papel protagónico) que disminuyan el riesgo de contraer enfermedades. Se definen también como "alimentos susceptibles de producir un efecto benéfico sobre una o varias funciones específicas en el organismo, más allá de los efectos nutricionales habituales, de mejorar el estado de salud y de bienestar y/o de reducir el riesgo de una enfermedad" (1).
Los microorganismos comúnmente empleados como probióticos se encuentran disponibles comercialmente a través de laboratorios o industrias alimenticias a nivel internacional así como en colecciones de cultivos (ATCC, DSM, CRL [CERELA-CONICET]). Algunos ejemplos de estos microorganismos son los siguientes: Lactobacillus acidophilus NCFM (Rhone-Poulenc,. Estados
Unidos), Lactobacillus reuteri 106 (BioGaia, Estados Unidos), Bifidobacterium longum bb536
(Morinaga Milk Ind. apón), Lactobacillus plantarum 299 (ProViva, Finlandia), Lactobacillus casei
YIT9018, Shirota, (Yakult, Japón) y Lactobacillus johnsonii LJ-1 (Nestlé, Suiza). Lactobacillus casei
CRL 431 y Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 (CERELA, Argentina), Lactobacillus reuteri CRL
1098 (Patente en trámite nro p040103130, CERELA, Argentina) entre otros. Los probióticos lácticos están incluidos en diversos productos lácteos, actualmente en el mercado, como los denominados
“bio-yogurts” (Nestle, st. Ivel, Danone, Onken, V ifit) leches fermentadas (Yakult: L. casei Shirota;
Nestle’s LC1Go: L. johnsonii; LG21 yogurt: L. gasseri OLL2716), quesos probióticos (Bioqueso Ilolay
Vita), leche BIO (Sancor/Cerela/Conicet), entre otros. Estos productos son comercializados con el eslogan: “Mejoran el balance de la flora intestinal”. También se los encuentra en preparados en forma de tabletas y polvos que incluyen un solo microorganismo o una mezcla de ellos, como Multibiota (L.

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acidophilus, Bifidobacterium bifidum y B. longum) en Inglaterra y Protexin (Streptococcus, dos cepas de bifidobacterias y cuatro lactobacilos [2]).
El agregado de bacterias probióticas para la elaboración de AF depende por un lado, del sinergismo que debe establecerse entre estos cultivos y los iniciadores de la f rmentación (fermentos, cultivos e iniciadores) lo que permite obtener un producto fermentado con excelentes propiedades sensoriales
(3) y por el otro lado, de los factores extrínsecos que afectan o condicionan la viabilidad de las cepas funcionales. Cabe mencionar que uno de los requisitos principales de este tipo de AF es que los microorganismos probióticos permanezcan viables y activos en el alimento y durante el pasaje gastrointestinal para garantizar así su potencial efecto benéfico en el huésped.
Dentro de los factores extrínsecos más importantes que afectan la viabilidad y sobrevida de las células se encuentran: el pH (condiciones de acidez derivadas del proceso de fermentación), el oxígeno disuelto (especialmente para bifidobacterias), las interacciones antagónicas entre especies, la composición química del medio de cultivo, la concentración final de azúcares (aumento de la presión osmótica), las prácticas de inoculación (es importante conocer el momento adecuado para el agregado del cultivo probiótico), la temperatura y duración de la fermentación, y las condiciones de almacenamiento del producto, etc (4, 5).
En este contexto, el Queso Fresco Probiótico (Bioqueso Ilolay Vita) es un vehículo adecuado para cultivos probióticos. Contiene S. thermophilus y Lactococcus lactis (fermento láctico) y B. bifidum, L. acidophilus y L. paracasei (bacterias probióticas). El mismo garantiza una adecuada viabilidad de las bacterias durante su período de conservación hasta el consumo, y la matriz de caseína protege a las células de la acción de los jugos digestivos (6).
Algunos efectos probióticos atribuidos a las bacterias lácticas están muy documentados, y se conoce su mecanismo de acción (como por ejemplo: la disminución de la intolerancia a lactosa) mientras que otros, como las propiedades antitumorales o el efecto hipocolesterolémico, requieren mayores estudios in vitro y en modelos experimentales para poder confirmar el modo de acción. A continuación se realiza una concisa reseña de estos aspectos (Figura 1).

Intolerancia a la lactosa
Uno de los efectos probióticos más consistentes y reproducibles es la disminución de los síntomas asociados con la mala absorción de lactosa. La intolerancia congénita a lactosa es causada por una deficiencia en la enzima b-galactosidasa (b-gal) a nivel intestinal, resultando así en la imposibilidad de

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digerir este disacárido. Los individuos que la padecen desarrollan diarrea, flatulencia, dolor abdominal e incluso fiebre luego del consumo de leche, aunque los síntomas varían con el grado de intolerancia.
Estudios en humanos demostraron que la lactosa en el yogur (producto fermentado) es asimilada más fácilmente que la misma cantidad presente en la leche (7). Estos resultados se d eben a un aumento de la actividad b
-gal luego de la ingesta de yogur, cuyo origen es microbiano y no de mucosa (8). Algunos estudios demostraron que si bien las bacterias lácticas (BAL) presentes en el yogur no necesitan estar viables para favorecer la asimilación de lactosa, es importante que las células permanezcan intactas durante el pasaje gastrointestinal para proteger a la enzima b
-gal (9).
Este efecto probiótico comprende la disminución de la concentración de lactosa en el producto fermentado (debido al crecimiento y metabolismo microbiano) y al suministro de la enzima b-gal en el lumen intestinal.

Efecto Inmunomodulador
Las propiedades benéficas de las cepas probióticas en el intestino justifican su inclusión en los productos lácteos fermentados, especialmente aquellas relacionadas con el sistema inmune. Al respecto, es deseable que las BAL en los AF sean capaces no sólo de inducir una inmunoestimulación a nivel de mucosas, sino también de garantizar la ausencia de efectos colaterales tales como la translocación microbiana (pasaje a través de la mucosa intestinal hacia órganos extraintestinales como hígado y bazo) y la alteración de la permeabilidad intestinal debido a una respuesta inflamatoria exacerbada. Por este motivo es imprescindible evaluar la habilidad de la cepa probiótica para interactuar con el intestino y con las células inmunes asociadas a éste (10, 11).
Por ejemplo, la mezcla de bacterias utilizadas para la elaboración del Queso Fresco Probiótico fueron capaces de interactuar con los sitios de inducción más importantes del intestino delgado (placas de
Peyer) e intestino grueso (nódulos linfoides mesentéricos) y mantener la relación de Linfocitos T
CD4+/CD8+, sin producir efectos secundarios o colaterales tales como el incremento de la respuesta inflamatoria mediada por la actividad citotóxica de LT CD8+ (6, 12, 13). De esta manera se logra aumentar la resistencia inespecífica del huésped y facilitar la exclusión de patógenos del intestino
(14).

Efecto hipocolesterolémico
Un efecto probiótico importante, de posible aplicación en el área médico-nutricional, es la capacidad de algunas cepas BAL de reducir el colesterol sérico. Este compuesto es precursor de ácidos biliares y hormonas esteroides y un componente importante de la membrana celular de los organismos eucariotas superiores.
En el hombre, dos tercios del colesterol plasmático total están esterificados y el resto circula en la membrana de los glóbulos rojos. Un 60-70% es vehiculizado por las lipoproteínas de baja densidad
(LDL), el 20-30% por las de alta densidad (HDL) y el 5-10% restante por las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL). Aún cuando el colesterol es imprescindible para la vida, su exceso es un factor de riesgo en el desarrollo de la ateroesclerosis y otras enfermedades coronarias. Datos estadísticos recientes revelan que una disminución de colesterol en sangre reduce la incidencia de muerte por afecciones coronarias en poblaciones con dietas ricas en grasa. En la Argentina, un 46% de las defunciones son consecuencia de enfermedades cardiovasculares, siendo los hombres más susceptibles que las mujeres. Además, un 30-40% de la población padece hipercolesterolemia.
En la actualidad existen diversas drogas para el tratamiento de esta anomalía, ya sea inhibiendo la 3hidroxi-3 metilglutaril coenzima A reductasa (cataliza la formación de mevalonato), aumentando la excreción biliar neta por interrupción de la circulación enterohepática de la bilis, o inhibiendo la lipasa pancreática (15, 16). Sin embargo, los efectos colaterales derivados de las mismas llevan a

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replantear su uso terapéutico y la posibilidad de usar BAL con efecto hipocolesterolémico como reguladores biológicos, lo que resultaría en un tratamiento más natural de la hiperlipemia.
Esta hipótesis se generó a partir de un relevamiento sanitario efectuado en la tribu Massai (17) que reveló niveles de colesterol inferiores al valor promedio normal. Los investigadores relacionaron este fenómeno con el consumo de leches fermentadas (alimento base de la tribu) y la presencia de una cepa silvestre de lactobacilo que llevaba a cabo el proceso de fermentación natural.
Estudios posteriores son contradictorios y se informan efectos transitorios o difícilmente extrapolables a condiciones normales de consumo de lácteos fermentados. Por ejemplo, se observó un 10-12% de reducción de colesterol sérico en adultos con la ingesta continuada de yogur, efecto que sólo se mantuvo durante dos semanas (18). Resultados similares en humanos fueron obtenidos con la ingesta de grandes dosis (680 a 5.000 ml/día) de otras leches fermentadas (19) y en animales de experimentación hipercolesterolémicos luego del suministro de leche fermentada con S. thermophilus
(ratas) y con L. acidophilus (cerdos) (20, 21). En todos estos estudios, el efecto hipolesterolémico fue transitorio, no obstante usarse elevadas dosis de BAL viables (108-1010 células).
Taranto y col. (22, 23) pusieron en evidencia el efecto hipocolesterolémico de la cepa L. reuteri CRL
1098 en un modelo experimental animal hipercolesterolémico. Se comprobó la efectividad del probiótico administrado en forma terapéutica y preventiva a muy baja dosis (104 cfu/dia) sin efectos colaterales, obteniéndose con los tratamientos mencionados una disminución significativa (P