Bacterias lácticas y/o bifidobacterias productoras de biolípidos conjugados: contribución en alimentos funcionales

Abstract

Los lípidos en general están relacionados con el desarrollo de enfermedades cardiovasculares, especialmente aquellos que poseen altas cantidades de ácidos grasos (AG) saturados. Sin embargo existen ácidos grasos esenciales, el ácido linoleico (LA) y linolénico (LNA), así también como sus formas conjugadas: ácido linoleico conjugado (CLA) y ácido linolénico conjugado (CLNA), que presentan efectos beneficiosos para la salud humana y son denominados lípidos bioactivos. Los productos lácteos fermentados con alta concentración de éstos lípidos pueden ser definidos como “alimentos funcionales”. En este estudio se evaluó la capacidad de 64 cepas de bacterias lácticas (BAL) y bifidobacterias para producir AG conjugados en diferentes medios de cultivo, identificando 41 cepas productoras de diferentes isómeros de CLA y/o CLNA. Las bifidobacterias presentaron los mayores niveles de producción de lípidos bioactivos, lo que fue variable y cepa dependiente. Los estudios fisiológicos y bioquímicos demostraron que B. animalis subsp lactis INL2 y B. breve CRL2127, produjeron altos niveles de AG conjugados en medio de cultivo y en leche, las que se seleccionaron para continuar los estudios junto con L. paracasei subsp. paracasei CRL731. Se realizaron estudios de actividad lipasa y esterasa observándose mayor actividad esterasa. Las cepas seleccionadas presentaron tolerancia a concentraciones elevadas de sustratos sintéticos (LA y LNA). Esto permitió el uso de fuentes naturales de LA y LNA, como aceite de jacarandá. Este último fue empleado para la elaboración de una leche fermentada con las cepas seleccionadas con la finalidad de lograr un producto funcional con características organolépticas aceptables (producción de aroma) y enriquecido en CLA y CLNA. Las cepas incorporadas a la leche mostraron resistencia a las condiciones presentes en el tracto gastrointestinal. Paralelamente, se determinó el perfil de ácidos orgánicos, diacetilo, ácidos grasos y azúcares de la leche fermentada al final de la incubación y a los 21 días de vida de estante a 4 °C. Se detectó ácido láctico (1,48 g/L), ácido acético (0,31 g/L), diacetilo y lactosa (2,22 g/L) logrando una leche fermentada con buenas características organolépticas donde la concentración bacteriana final fue de 109 UFC/mL. Con respecto a los AG se detectó producción de altos niveles de CLA y CLNA, los cuales se mantuvieron a lo largo de los 21 días de estante. Se evaluó las propiedades funcionales de la leche in vitro (capacidad antioxidante) e in vivo en ratones. El producto mostró altos porcentajes de inhibición de compuestos radicalarios (~90,5%) los que se mantuvieron hasta los 21 días, indicando presencia de actividad antioxidante. La administración de la leche fermentada a ratones Balb-cadultos durante 21 días, evidenció mejoras del perfil lípido plasmático, del estado oxidativo (disminución de TBARS) y un incremento tanto de CLA como de CLNA en diferentes tejidos, respecto al grupo control que recibió leche acidificada químicamente. Así mismo, la leche funcional ejerció un efecto inmuno-modulador en los animales, con producción de interleuquinas reguladoras. En este Trabajo de Tesis se desarrolló una leche funcional bio-enriquecida en AG bioactivos con funcionalidad comprobada en ratones.

In general, lipids are related to the development of cardiovascular diseases, especially those that have high amounts of saturated fatty acids (FA). However, there are essential fatty acids, linoleic acid (LA) and linolenic acid (LNA), as well as their conjugated forms: conjugated linoleic acid (CLA) and conjugated linolenic acid (CLNA), which have beneficial effects on human health and are referred to as "bio-active lipids". Fermented dairy products with high concentrations of these lipids can be defined as "functional foods". This study evaluated the ability of 64 strains of lactic acid bacteria (BAL) and bifidobacteria to produce conjugated fatty acids in different culture media, identifying 41 producers strains of different isomers of CLA and/or CLNA. Bifidobacteria presented the highest production levels of bioactive lipids, in a variable and strain dependent way. Physiological and biochemical studies showed that B. animalis subsp lactis INL2 and B. breve CRL2127 produced high levels of conjugated FA in culture medium and in milk. These strains were selected to continue studies, together with L. paracasei subsp. paracasei CRL731. Studies of lipase and esterase activity were carried out in strains of bifidobacteria showing greater esterase than lipase activity. The selected strains showed tolerance to high concentrations of synthetic substrates (LA and LNA). This allowed the use of natural sources of LA and LNA, such as jacarandá oil. The latter oil was used for the elaboration of a fermented milk with the selected strains in order to achieve a functional product with acceptable organoleptic characteristics (aroma production) and enriched in CLA and CLNA. Strains incorporated into milk showed resistance to conditions present in the gastrointestinal tract. At the same time, the profile of organic acids, diacetyl, fatty acids and sugars of fermented milk was determined at the end of incubation and after 21 days of shelf life at 4 °C. Lactic acid (1,48 g/L), acetic acid (0,31 g/L), diacetyl and lactose (2,22 g/L) were detected in fermented milk, which showed a final bacterial concentration of 109 CFU/mL. In the other hand, production of high levels of CLA and CLNA was detected, which stayed stable throughout the 21 days of shelf life. The functional properties of milk in vitro (antioxidant capacity) and in vivo in mice were evaluated. The product showed high inhibition percentages of radical compounds (~90,5%). This activity remained up to 21 days of shelf life, indicating the presence of antioxidant activity. Administration of fermented milk to Balb-c adult mice for 21 days showed improvements in the plasma lipid profile, oxidative status (decrease in TBARS) and an increase in both CLA and CLNA isomers in different tissues, compared to the control group that received milk fermented chemically. Functional milk exerted an immuno-modulating effect on the animals, with the production of regulatory interleukins. In this work, a functional milk bio-enriched in bioactive FA with proven functionality in mice, was developed.