Desarrollo de una leche de cabra fermentada con una cepa probiótica de lactobacillus plantarumbiodisponibilidad mineral y efectos sobre la barrera de permeabilidad intestinal y la microbiota fecal

Resumen

La leche de cabra tiene un alto valor nutricional y sus beneficios saludables están bien demostrados, siendo una materia prima muy apreciada en la fabricación de quesos pero no de otros fermentados lácteos. Algunos países europeos como Francia, España y Grecia están a la cabeza de la producción mundial de leche de cabra. Este ganado ha sido un pilar económico en el desarrollo de zonas geográficas desfavorecidas en Andalucía; la utilización de la leche de cabra contribuye al mantenimiento de la población, conjugando tradiciones con los nuevos avances científicos y tecnológicos. El consumo de leche y derivados se debe considerar en el contexto de una alimentación variada y equilibrada. Se ha observado que la ingesta elevada de productos lácteos y en particular de yogur, se acompaña de una mayor calidad de vida. Teniendo en cuenta que las leches fermentadas presentan algunas ventajas sobre otros lácteos, se recomienda incluirlas en la dieta y diversificar el consumo diario de estos productos. El interés y beneficios saludables de las leches fermentadas han convertido este sector en uno de los más dinámicos de la industria láctea. El desarrollo de leches fermentadas de cabra con probióticos ha sido recomendado en el campo de la producción de fermentados lácteos, en base a los beneficios que estos microorganismos confieren al huésped. En este contexto, la Junta de Andalucía concedió el proyecto de investigación de excelencia AGR-4915 titulado ¿La leche de cabra como base para la elaboración de un fermentado lácteo. Propuesta de un alimento funcional¿. La hipótesis de partida es el desarrollo de un fermentado desnatado de leche de cabra con efecto probiótico, que permitirá proporcionar un alimento con interés nutricional para ser consumido por la población en general y en especial por grupos de población en riesgo nutricional, como los niños y las personas mayores, y al mismo tiempo colaborar al desarrollo sostenible de este sector lácteo. La presente Memoria de Tesis Doctoral, asociada a dicho proyecto, consta de cuatro capítulos que incluyen el diseño y desarrollo del producto, el estudio de la biodisponibilidad de minerales, la investigación de los efectos protector y regenerador sobre la barrera de permeabilidad intestinal y la evaluación de la modulación de la microbiota intestinal. En el primer capítulo se optimizaron las condiciones de elaboración de una leche de cabra fermentada desnatada, utilizando la ultrafiltración como método de concentración de la leche de partida, y añadiendo Lactobacillus plantarum C4, una cepa potencialmente probiótica con propiedades antimicrobianas e inmunomoduladoras, al cultivo propio del yogur (Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus). El proceso de elaboración requirió una temperatura de incubación de 37oC y alcanzar un pH final de 4,2. Una vez obtenido el producto, se llevó a cabo su caracterización microbiológica, físico-química y de propiedades de textura. No se observaron interacciones negativas entre los microorganismos propios del yogur y la cepa L. plantarum C4 se mantuvo a concentraciones óptimas para ejercer su efecto probiótico (109 ufc/mL) tras cuatro semanas desde la elaboración del producto. Desde el punto de vista nutricional, el producto presentó un bajo contenido energético y alto contenido en proteínas, respecto a las leches de cabra fermentadas comerciales, debido a la ultrafiltración de la leche de partida, que además mejoró la sinéresis y viscosidad del producto final. El valor nutricional se presenta a continuación. Información nutricional. Valores medios por 100 g: Valor energético (kcal) = 37 Valor energético (kJ) = 156 Proteínas (g) = 5,8 Lactosa (g) = 3,3 Grasa (g) = 0,1 Calcio (mg) = 164 Se ha postulado que la biodisponibilidad de ciertos minerales es superior en leche de cabra que en leche de vaca, siendo escasos los datos relativos a leches de cabra fermentadas. Además, ciertos microorganismos probióticos podrían aumentar la biodisponibilidad de minerales. Por ello, en el segundo capítulo se determinó el contenido de Ca, Mg, P y Zn en el producto, así como su biodisponibilidad, mediante métodos in vitro de solubilidad y dializabilidad y ensayos con la línea celular Caco-2. Se observó un mayor contenido mineral en la leche fermentada experimental que en leches de cabra fermentadas comerciales, ya que la ultrafiltración concentra la fracción de estos minerales unida a caseínas. La concentración de Ca en el producto supone un 20,5% de los valores de referencia de nutrientes. La biodisponibilidad mineral también fue superior en la leche fermentada experimental, posiblemente debido al pH final del producto y al mayor contenido en caseína, que facilita la generación de péptidos bioactivos. Este último aspecto es objeto de estudio de otra Tesis Doctoral integrada en el proyecto. Por otra parte, algunos probióticos han sido exitosamente usados en la prevención y tratamiento de enfermedades inflamatorias intestinales, destacando entre sus mecanismos de acción, la mejora en la función de la barrera intestinal. El tercer capítulo se centra en la investigación de los posibles efectos protector y regenerador de L. plantarum C4 sobre la permeabilidad de dicha barrera. Se observó que efectivamente la cepa podría ejercer dichos efectos y prevenir con ello disfunciones en la barrera intestinal, pues mitigó parcialmente los daños inducidos por TNF-¿ y bilirrubina. Existe también considerable interés en la eficacia de los probióticos para restaurar una microbiota alterada o preservar un equilibrio microbiano, que podría proteger frente a la invasión de patógenos y mejorar la salud intestinal. La hidrofobicidad y la habilidad de los probióticos para adherirse a la mucosa influyen en su interacción con el hospedador y los microorganismos presentes en el intestino. En base a ello, y para considerar no sólo la barrera epitelial sino también el lumen intestinal, en el cuarto estudio se evaluaron el carácter hidrofóbico y la habilidad de adhesión in vitro a células Caco-2 de L. plantarum C4 y Lactobacillus rhamnosus GG, un microorganismo probiótico ampliamente usado en leches fermentadas, así como sus propiedades de fermentación, determinando los cambios producidos en la composición de la microbiota fecal y en los niveles de ácidos grasos de cadena corta. La cepa L. plantarum C4 mostró un carácter más hidrofílico y una mejor adhesión a células epiteliales que L. rhamnosus GG. Además, la presencia de L. plantarum C4 y fructooligosacáridos puede modular la microbiota fecal, incrementado bacterias que promueven la salud en el intestino grueso, como son los lactobacilos. De todo lo expuesto, se puede concluir que el método de elaboración optimizado mediante desnatado, ultrafiltración de la leche e incorporación de L. plantarum C4, proporciona un producto estandarizado, con buenas cualidades reológicas, con un bajo contenido energético y, en comparación con los productos comerciales existentes, con alto contenido en proteína y calcio biodisponible. Los modelos experimentales utilizados para evaluar los efectos de L. plantarum C4 muestran que este microorganismo tiene potencial para prevenir o atenuar disfunciones en la barrera intestinal y, en simbiosis con fructooligosacáridos, modular la microbiota intestinal. Actualmente, se están investigando los beneficios del producto en animales de experimentación.