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ALIMENTOS PROBIÓTICOS.PRESENTE Y FUTURO

Dr. Jorge Reinheimer

Instituto de Lactología Industrial (INLAIN)Facultad de Ingeniería Química (FIQ)

UNL - CONICETSANTA FE – ARGENTINA

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Milestones in the History or Fermented Foods.



Microorganismos vivos que, administrados en adecuadas dosis (como parte de un alimento), otorgan

un beneficio a la salud del consumidor (FAO, 2002)

PROBIÓTICOS



Bifidobacterias (B. longum, B. lactis, B. infantis,B. bifidum).

Lactobacilos ( L. acidophilus, L. casei, L. paracasei, L. rhamnosus, L. johnsonii, L. reuteri).

BACTERIAS USADAS COMO PROBIÓTICOS PARA HUMANOS

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- Lactobacillus rhamnosus GG (Valio) 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, (12), 14, 15- Lactobacillus paracasei Shirota (Yakult) 2, 5, 6, 9, (10), 11, (12), 15- Bifidobacterium lactis Bb12 (Chr Hansen) 1, 2, 3, 4, 5, 6, 11, 15- Saccharomyces cereviseae boulardii (Biocodex) 2, 3, 4, 5, 7, 11- Lactobacillus acidophilus La5 (Chr Hansen) 2, 4, 5, 6, 11- Lactobacillus johnsonii La1 (Nestle) 6, 11, 14, 15- Enterococcus faecium SF68 (Cernelle) 2, 5, 10, (12), 13- Lactobacillus reuterii (Biogaia) 1, 5, (10), (12)- Bifidobacterium longum BB536 (Morinaga) 2, 5?, 11, (12), (15)- Bifidobacterium breve (Yakult) (1), 5- Lactobacillus acidophilus NFCM (Rhodia US) 1?, 5, 6, (12)- Lactobacillus plantarum 299v (ProViva, Sweden) 5, 13- Lactobacillus rhamnosus GR-1 (Urex Biotech.) 16- Lactobacillus fermentum RC-14 (Urex Biotech) 16- Lactobacillus acidophilus LB (Lacteol) 1, 2

1= Diarrea por rotavirus; 2= Diarrea asociada a antibióticos; 3= Diarrea por Clostridium difficile; 4= Diarrea del viajero; 5= Otras diarreas bacterianas agudas; 6= intolerancia a la lactosa; 7= Vaginitis bacteriana; 8= Eczema atópico y alergia alimentaria; 9= Cáncer de vejiga; 10= Colesterol; 11= Constipación crónica; 12= Cáncer intestinal; 13= Síndrome de intestino irritable; 14= Helicobacter pylori; 15= Modulación de la respuesta inmune; 16= Infecciones uro-genitales; ?= Evidencia dudosa; ()= Sólo datos en animales y/o biomarkers.

Cepa Efecto clínico sobre:

PRINCIPALES CEPAS PROBIÓTICAS CON ESTUDIOS CLÍNICOS PUBLICADOS



Ser de origen humano (especificidad de especie).

Status GRAS (generally recognized as safe).

Resistencia tecnológica ( al proceso industrial y al producto).

Resistencia a las barreras biológicas ( lisozima, acidez HCl, bilis).

Estudios clínicos que avalen su valor probiótico.

REQUISITOS A CUMPLIR POR UN MICROORGANISMO PROBIÓTICO

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EFECTOS ADJUDICADOS AL CONSUMO DE PROBIÓTICOS Y LECHES FERMENTADAS

EFECTOS ADJUDICADOS AL CONSUMO DE PROBIÓTICOS Y LECHES FERMENTADAS

Disminución de síntomas de intolerancia a la lactosaModulación del tránsito intestinalModulación de actividades metabólicas de la microfloraModulación de RI en intestino y sitios distantesDisminución de hipertensión arterialDisminución de niveles de colesterol circulantePrevención de eczemas atópicosPrevención de diferentes tipos de diarreas Prevención de enfermedad inflamatoria intestinal (IBD)Prevención de infecciones entéricasPrevención de infecciones nasofaríngeasPrevención de enfermedades autoinmunesPrevención de sepsis en pacientes gravesPrevención de enterocolitis necrotizantesPrevención de infección por H. piloryPrevención de cáncer (colon, mamas)Prevención de cariesPrevención de infecciones dérmicasPrevención de diabetes



En teoría, cualquier alimento podría ser transformado en un alimento probiótico si tecnológicamente se resuelve la incorporación de las bacterias probióticasy si éstas mantienen la viabilidad y func. en el mismo.

Se han tratado de incorporar las bacterias probióticas a alimentos de consumo masivo (ej.: productos lácteos).

El alimento es sólo un vehículo de las bacterias probióticas. La presencia de éstas normalmente no modifica las características del producto (organolépticas, químicas, nutritivas, etc.).

ALIMENTOS PROBIÓTICOS

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Mantenerse viable en el producto, en altas concentraciones (>106 UFC / ml ó g) hasta la fecha de vencimiento.

La ingesta debe ser continua.

Capacidad de adhesión al epitelio intestinal (aumenta la permanencia en intestino).

REQUISITOS A CUMPLIR PARA GARANTIZAR EL EFECTO PROBIÓTICO

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DOSIS

Criterio japonés: 109 células(equivalente a 100g de un yogur que contiene 107 UFC/g)



Interés de los consumidores en el rol de la dieta sobre el mantenimiento de la salud

Mercado enexpansión

En los países desarrollados, los alimentos probióticos constituyen el 60-70% del mercado total de alimentos funcionales.

PROBIÓTICOS



EMPLEO ACTUAL DE PROBIÓTICOS EN ALIMENTOS

Espacios refrigeradosdel supermercado

Quesos

LechesFermentadas

Productoslacteos



La más popular alternativa comercial hasta el momento

Principal ventaja: el proceso tradicional de elaboración se adapta muy bien al agregado de bacterias probióticas: antes de la fermentación (yogur firme) o después (yogur batido y líquido).

LECHES FERMENTADAS PROBIÓTICAS

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Elevado contenido de ácido láctico.

Presencia de numerosos aditivos alimentarios.

Oxígeno disuelto.

Interacciones cultivos iniciadores–cultivos probióticos.

LECHES FERMENTADAS..... ¿adecuado vehículo para probióticos?

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QUESOS PROBIÓTICOS

QUESOS FRESCOS- no hay maduración- se almacenan en refrigeración (4-6º C)- shelf life limitado- pueden ser ajustados a bajo tenor de sal y grasa

EJEMPLOS DEL MERCADOQueso Cottage probiótico: el primero en su tipo salió al mercado

en Alemania (1998).

BIOQUESO Ilolay Vita: se comercializa en Argentina desde 1999.

- contiene L. acidophilus LA5 y B. animalis BB12.- no fue testeado el efecto probiótico del producto todavía.

- Queso fresco (pH=5,2; grasa 12%; sal 1%; humedad 58%).- contiene L. casei, L. acidophilus y B. bifidum.- efectos probióticos del producto demostrados

carriers idealesA)

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Supervivencia de cultivos probióticos y acidificantes en queso fresco diet durante el almacenamiento refrigerado (5º).



Gut mucosal immunomodulation by probiotic fresh cheese.M. Medici, C.G. Vinderola, G. Perdigón. International Dairy Journal 14 (2004) 611–618

VIABILIDAD + FUNCIONALIDAD



QUESOS PROBIÓTICOS

QUESOS MADURADOSmenos adecuados

como carriers(semiduros y duros)

EJEMPLO DEL MERCADOQueso comercializado en Finlandia desde 2000. Contiene L. rhamnosus GG.

- efecto probiótico del producto no testeado

- maduración más o menos prolongada- etapa de cocción en el proceso- contenido de sal

B)

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Bifidobacteria counts1 in Cheddar cheese during ripening.



QUESOS COMO CARRIERS DE BACTERIAS PROBIÓTICAS

Factores protectivos: matriz proteína-grasa, baja acidez y capacidad buffer. Importantes para:

- mantener la viabilidad celular en el producto.- proteger a las bacterias en el pasaje gastrointestinal (H Cl, bilis, etc).

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QUESOS PROBIÓTICOS

Los informes revelan, a nivel mundial, que las ventas de quesos probióticos nunca despegaron, al contrario que

para los yogures probióticos.

muchos consumidores no perciben al queso como un alimento saludable (sal, grasa)

Mercado exitoso?

Motivos?

Los productores de quesos deben clarificar el mensaje de marketing para captar consumidores

resistencia a modificar quesos típicos(agregado de probióticos adulteración)

(mejorar la salud digestiva demasiado generaly testear el efecto funcional)

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PRODUCTOS LÁCTEOS CONGELADOS COMO CARRIERS PROBIÓTICOS

Oxígeno

Factores de injuria celular

Formación de cristales de hielo

- alteraciones en la permeabilidad de la membrana celular- deshidratación intracelular

pH (cremas heladas = 7; cremas heladas fermentadas < 5,5)

la incorporación de aire es necesaria para dar volumen

Pérdida de viabilidad celular durante el congelamiento

Sustancias naturales crioprotectoras: caseína, sacarosa, grasa

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PRODUCTOS LÁCTEOS CONGELADOS PROBIÓTICOS

35 nuevos postres congelados probióticos se lanzaron al mercado entre 2006 y 2008, en un grupo de países

integrados por España, Irlanda, Bélgica, India y China.



CREMAS HELADAS

CREMAS HELADAS FERMENTADAS

- L. acidophilus y B. bifidum Herkmat y Mc Mahon, 1992.

- L. acidophilus + Bifidobacterium sp. (+ St + Lb) yogur congelado Ravula y Shah, 1998.

- L. acidophilus + B. longum (+ St + Lb) yogur congelado Davidson y col., 2000.

- L. acidophilus + B. bifidum (+ St) BIOGARDE (comercializada en Alemania desde mediados de los 80´s).

- L. acidophilus, B. lactis y L. paracasei Haynes y Playne, 2002.

- L. johnsonii La1 Alamprese y col., 2002.

- L. acidophilus y B. lactis Kailasaphy y Sultana, 2003.

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o- L. acidophilus (Danisco) + yogur congelado High Culture Frozen Yoghurt (2009) –

testeado clínicamente (USA)

PRODUCTOS LÁCTEOS CONGELADOS PROBIÓTICOS



CHOCOLATE PROBIÓTICO

Chocolate para manufactura de productos, excluidos productos de panadería (cocción), líquido y sólido, blanco y negro, con hasta 1 año de supervivencia de los probióticos.

Barry Callebaunto Pro Benefit (USA) - 2009

The Wright Groupo Probiotic chocolates(L. fermentum)(USA) - 2009



ESPECIES USADAS

PRODUCTOS VEGETALES PROBIÓTICOS

CEREALES CON MAYOR POTENCIAL

β glucanos

Avena y cebada (mayor contenido de glucanos, que no se altera durante la fermentación).

- Efecto hipocolesterémico (reductor del riesgo vascular)

Lactobacillus plantarum, Lactobacillus reuteri (starter probiótico).

- Potencial efecto anticancerígeno- Prebiótico (estimula el desarrollo de bifidobacterias)

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PRODUCTOS VEGETALES PROBIÓTICOS

PRO VIVA La primera bebida probiótica, no láctea, a nivel mundial, exitosamente comercializada en Suecia desde 1994, y luego en Finlandia, Dinamarca, Reino Unido, Alemania (PRIMA VITA) y Bélgica (PRO VIE).

GOD HÄLSA Crema helada, baja en grasa, comercializada en Suecia.

Suspensión hervida de harina de avena

Fermentación con L. plantarum 299 V

5 % de harina fermentada en jugo de frutas (PRO VIVA)

20 % de harina fermentada (GOD HÄLSA)

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PRODUCTOS CÁRNICOS PROBIÓTICOS

EMBUTIDOS

Probióticos potenciales: L. rhamnosus, L. paracasei, L. casei, B. lactis.Factores de stress: pH (< 5), maduración prolongada, secado.Cultivo starter/ probiótico.

Erkkilä y col., 2001; Työppönen y col., 2003.

Alemania (1998).

Salame, con 3 probióticos (L. acidophilus, L. casei + Bifidobacterium).El primer producto en su tipo

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Japón (1998).

Símil salame, fermentado con L. rhamnosus.

Productos en el mercado



análisis genómico

SELECCIÓN DE CEPAS PROBIÓTICAS EN EL FUTURO

ensayos in vitro

ensayos in vivo (obligatorios)

cepa “probiótica”

cepas “potencialmente

probióticas”



FUTURO DE LOS ALIMENTOS PROBIÓTICOS Caracterización de nuevas cepas probióticas

Nuevos alimentos probióticos para usos específicos

Grupos etarios con requerimientos metabólicos específicos:

- recién nacidos- adolescentes- jóvenes

Personas con enfermedades específicas:

- colon irritable- cáncer intestinal

Personas con microflora intestinal comprometida:

- pacientes irradiados- cirugías intestinales- tratamiento de AB

Requerimientos- mayor conocimiento de las cepas.- nuevos procesos tecnológicos, para nuevos alimentos y bebidas.- nuevos métodos para proteger las células de probióticos durante la manufactura, packaging y almacenamiento.

- liberación programada de probióticos (por pH, enzimas, tiempo) en específicos sitios del tracto gastrointestinal.

- desarrollo de alimentos simbióticos.PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


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LM 1 (5 ) LM 1(12) LM 2 (5) LM 2 (10) LM 3 (7) LM 3 (10 ) LM 4 (2) LM 4 (6) LM 5 (5) LM 5 (7) LM 6 (1) LM 7 (1) LM 8 (1) LM 9 (1) LM 10 (1) LM 11 (1) LM 12 (1) LM 13 (1) LM 14 (1) LM 15 (1) LM 16 (1)

Muestras

Log

(CFU

/ml)

MRS anaerobiosis para rec total (verde)MRS pH 5.5 anaerobiosis (bif) (rojo)

BIFIDOBACTERIAS DE LECHE MATERNA



Instituto de Lactología Industrial (INLAIN)Área de Microbiología

Responsable: Dr. Jorge ReinheimerInvestigadores CONICET: Dr. Gabriel Vinderola

Dra. Ana BinettiDra. Andrea QuiberoniDra. María Luján CapraDra. Daniela Guglielmotti

Investigadora UNL: Mag. Viviana SuárezBecarios Doctorales CONICET: Bioqca. Patricia Burns

Ing. Mariángeles Briggiler MarcoBecario Posdoctoral CONICET: Dr. Diego MercantiBecario UNL: Sr. Fernando MolinariTesinistas: Sr. Lisandro Laferriere

Srta. Florencia Zacarías



...muchas gracias!



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