Evaluación del carácter prebiótico de galactooligosacáridos sintetizados por la B-galactosidasa de Lactobacillus bulgaricus CRL 450 a partir de lactosa

Abstract

Los galactooligosacáridos (GOS) son compuestos prebióticos que tienen un efecto positivo en la salud de los consumidores ya que estimulan el crecimiento y la actividad de microorganismos beneficiosos en el colon. Se producen mediante una reacción de transglicosilación llevada a cabo por la enzima β-galactosidasa (β-gal) a partir de lactosa u otro sustrato con galactosa en posición terminal. Los lactobacilos presentan ésta actividad enzimática lo que ha permitido su aplicación en el desarrollo de alimentos lácteos fermentados y probióticos para intolerantes a la lactosa. Sin embargo, su actividad transglicosidasa ha sido poco estudiada. El objetivo de este trabajo fue sintetizar y caracterizar GOS producidos por la enzima β-gal de lactobacilos y evaluar su potencial efecto prebiótico sobre dos cepas probióticas. Para ello, se realizó inicialmente un ensayo de actividad hidrolítica de los extractos libres de células (ELC) de 20 cepas de lactobacilos pertenecientes a la colección de CERELA-CONICET, midiendo la cinética de hidrolisis del sustrato O-nitrofenil-β-galactpiranósido (ONPG) a  420 nm. La cinética de reacción, nos permitió seleccionar a {L. bulgaricus} CRL 450 (2,6 ± 0.3 U mL ˄-1) como la cepa con mayor actividad específica. Los CRL450-GOS se sintetizaron incubando (1:1), el ELC de {L. bulgaricus} CRL 450 con lactosa (600 g L˄-1) durante 5 h a 45 ºC. Mediante GC-FID se determinó que la mezcla de reacción obtenida contenía un 43,3% de GOS, incluyendo di-, tri- y tetrasacáridos. La purificación de los GOS se realizó a partir de un tratamiento de adsorción-desorción con carbón activado y etanol y posterior fermentación con {Saccharomyces cerevisiae} (≅ 10˄9 CFU mL−1) a 37 ºC durante 24 h para eliminar mono- y disacáridos. El análisis por HPLC confirmó la eliminación del 100% y 95% de mono- y disacáridos presentes. Para ensayar el efecto prebiótico, los GOS purificados se utilizaron como fuente de carbono para el crecimiento de dos reconocidas cepas probióticas; {Lactobacillus casei} CRL 431 y {Bifidobacterium animalis} subsp. {lactis} BB-12 y se evaluaron parámetros de crecimiento como biomasa final (absorbancia a 600 nm y recuento en medios selectivos), determinación de pH y concentración de ácidos orgánicos por HPLC a las 24 horas de fermentación. Aunque el crecimiento, comparado con el prebiótico comercial Vivinal GOS fue menor, los probióticos fueron capaces de usar los nuevos CRL450-oligosacáridos como fuente de carbono y energía, lo que se comprobó por el aumento en la densidad óptica de los cultivos e incremento en el recuento microbiano (desde ≅ 10˄4 UFC mL˄-1 hasta 8.4 10˄8 UFC mL˄-1 para {L. casei} CRL 431 y 7 10˄7 UFC mL˄-1 para {B. animalis} BB-12), disminución del pH del medio (aprox 1.5 unidades) y producción de ácidos láctico y acético. Podemos concluir que los oligosacáridos sintetizados por {L. bulgaricus} CRL 450 podrían tener capacidad prebiótica, ya que estimulan el crecimiento de microorganismos beneficiosos.