microbiota: ciencia y tecnología de alimentos para ...€¦ · y la estabilidad de la microbiota...
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Mariano García Garibay
Microbiota: ciencia y
tecnología de alimentos para
nuestros pequeños inquilinos
Departamento de Biotecnología Universidad Autónoma Metropolitana
Unidad Iztapalapa
División de Ciencias Biológicas y de la Salud Universidad Autónoma Metropolitana
Unidad Lerma
alimentos colónicos Probióticos y prebióticos (combinación de
ambos → simbióticos)
Función: mejorar la composición, el balance
y la estabilidad de la microbiota intestinal, lo
cual repercute en beneficios para la salud
del huésped
Alimentos funcionales de mayor
importancia y crecimiento en el mercado
mundial
Función de los alimentos colónicos
Probióticos como
suplementos en los
alimentos
Si bien existen presentaciones farmacéuticas, el vehículo mas importante han sido y son las leches fermentadas
Lactobacillus casei
Enterococcus faecalis
Leches fermentadas asociadas a
beneficios a la salud
Finales del siglo XIX: Ilia
Metchnikov (Instituto Pasteur)
sugirió aumento de
longevidad
En 1930 Minoru Shirota
(Universidad de Kioto)
atribuyó a una cepa de Lb.
casei la capacidad de
promover salud intestinal y
prevenir enfermedades
En Rusia y antigua URSS se
utilizó el koumiss en
tratamientos de tuberculosos
1980’s estudio de
probióticos con mayor rigor
científico
Alimento muy versátil que
puede transformarse en un
gran número de alimentos
Concentración y modificación de sus componentes
Gran diversidad de productos de
consumo universal
Diversidad basada en gran
medida en procesos
fermentativos
Leche y productos lácteos como
alimentos funcionales
La leche, sus derivados y
componentes vistos desde la
óptica de alimentos funcionales
en años recientes
interés científico,
industrial y del
consumidor
Probióticos y
Leches
Fermentadas
Leches fermentadas
salud
Más allá de los efectos demostrados
atribuibles a las bacterias probióticas, se
conocen otros beneficios a la salud
Bacterias lácticas “nuevas” con efectos probióticos
Producción de metabolitos benéfico, incluso
producidos por bacterias lácticas “no probióticas”
Efecto de los componentes de la leche
Efecto complementario, aditivo o sinérgico entre
las bacterias lácticas y los componentes de la
leche
Beneficios a la salud
Se ha considerado que las bacterias del
yogurt no sobreviven el paso por el tracto
gastrointestinal y por lo tanto no se implantan
Benéfico para maldigestores de lactosa
Efecto terapéutico contra Helicobacter pylori
Inhibe el crecimiento de tumores en animales
Incremento de la respuesta inmune
Reducción de colesterol sanguíneo
Péptidos bioactivos
Fracciones peptídicas encriptadas en las proteínas de leche que realizan una actividad biológica
Péptidos de 2 a 64 aminoácidos con actividad biológica Contenidos en la estructura primaria de las caseínas y proteínas de suero Liberados por actividades enzimáticas: digestivas, fermentaciones, etc.
Actividades biológicas de los péptidos
bioactivos
Actividad opioide (caseinomórficos), ansiolítica
Antitrombóticos
Antihipertensivos
Facilitadores de la absorción de minerales
Control de apetito por estimulación de la
secreción de la hormona CCK
Inmunomodulación
Antimicrobianos
Leches fermentadas LC1 (Nestlé)
Lactobacillus johnsonii LA1 (LC1)
Activia
Bifidobacterium
Yogurt
Lb. bulgaricus y St. thermophilus
Sofúl Lactobacillus casei y St. thermophilus
Chamyto (Nestlé) Lactobacillus johnsonii LA1 (LC1)
Yakult
Lactobacillus casei
(Shirota) Actimel (Danone)
Lactobacillus casei (defensis)
Determinación de péptidos por
electroforesis
B-LG STD ACV SOF CHY YAK ACT LC1 YGT
0
10
20
30
40
50
60
70
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
MIG
RA
CIÓ
N (
mm
)
ABSORBANCIA
Péptidos en leches fermentadas
0
10
20
30
40
50
60
70
105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155
AB
SO
RB
AN
CIA
MIGRACIÓN (mm)
ACTIVIA
SOFUL
CHAMYTO
YAKULT
ACTIMEL
LC1
YOGURTH
YY
CONCENTRACIÓN DE PÉPTIDOS
MENORES A 14.4kD
MUESTRAS
ACTIVIA SOFUL YAKULT CHAMYTO LC1 ACTIMEL YOGURTH
PE
SO
S M
OL
EC
UL
AR
ES
(Da)
11088 11088 11127 11634 -
10601 10720
9077 9246 8968 8482
8123 8122 8326 8274
7976 7683 7729 7587
6403 6268 6876 7176 6661
5737 5332 5306 5208 5232 5330
4748 4948 5041
4281 4328 4264 4491
3698 3802 3744 3945 3744 3744
3500 3476 3476 3476
3374 3253 3227 3159 2996
2709 2989 2833 2880 2940 2781
2564 2534 2625 2487 2442
2393 2309 2393 2309
2184 2222
1778 1879 1814
1746 1714 1780
Efecto proteolítico de las bacterias
lácticas
Alta concentración de péptidos en yogurt
y leches fermentadas con probióticos
Perfil proteolítico variable entre las
diferentes especies y cepas de bacterias
lácticas
Sofúl
Péptidos en Sofúl por HPLC (St.thermophilus y Lb. casei)
18.3 kDa 4.83
kDa
4.05, 3.9
kDa
2.96 kDa
1.64 kDa
1.38 kDa
0.734 kDa
0.43 kDa
14.4 kDa
5.97 kDa
Posible función de los péptidos
encontrados en Sofúl
MM de los péptidos
detectados por HPLC
(kDa)
MM de los
péptidos
reportados
(kDa)
Probable Función
2.954 2.70 Ac. min, ACE-I, IM.
1.637 1.62 Antihip, Ac. min,
1.394 1.39 Antihip, Ac. min
0.734 0.737 Antihip Opioide
0.433 0.475 Antihip, opioide
Aislamiento de los cultivos
Lb. casei Shirota
St. thermophilus
Fermentations en 250 mL matraces Erlenmeyer con 50 mL de medio con caseina:
3% caseina
5% lactosa 1.17% yeast carbon base
Molecular mass of peptides in the commercial fermented
milk (Soful) analysed by SDS-PAGE and SE-HPLC
Tricine SDS-
PAGE
molecular
mass (kDa)
SE-HPLC
molecular
mass (kDa)
Reported bioactive
peptides molecular
mass
(kDa)
Reported bioactivity
6.40
5.33
3.69
2.70
1.87
1.71
5.97
4.83
3.90
2.95
1.64
1.39
0.73
0.47
6.089 b
4.806 b
3.669 a
2.801 b / 2.764 a
1.881 b
1.669 a
1.384 a / 1.386 a
0.784 a / 0.748 a
0.503 a / 0.532 b
ACE inhibitor
Antimicrobial
Immunomodulating
ACE Inhibitor / Antimicrobial
ACE Inhibitor, antimicrobial
ACE Inhibitor
Antithrombotic / CPPc
Antithrombotic /
Immunomodulating
Antithrombotic / ACE
inhibitor
a Silva & Malcata (2005) b Hong et al., (2008) c CPP: Caseinophosphopeptide
Thrombin and ACE inhibition
activities in fermented casein
-10
0
10
20
30
0 15 21 27 36 42
AC
E inhib
itio
n (
%)
Fermentation time (h)
-20
0
20
40
60
80
100
0 15 21 27 36 42
Thro
mbin
inhib
itio
n
(%)
Fermentation time (h)
Lb. casei Shirota (green) St. thermophilus (grey)
The highest ACE inhibition was 20.2% at
36 h with Lb. casei Shirota
Thrombin inhibition was observed only for Lb.
casei Shirota. The highest thrombin inhibition
(80.7%) was reached at 27 h.
Peptide 7 showed the highest IER value
which remained after digestion, after
digestion two fragments can be observed.
Amino acid sequence of thrombin
inhibitor peptide
The sequence of the peptide 7 was identified by
mass spectrometry (MALDI-TOF), with 99%
confidence
The sequence corresponded to the C-terminal
fragment of β-casein (f 193-209)
Its sequence: YQEPVLGPVRGPFPIIV,
Molecular mass of 1.88 kDa
Its capability to inhibit ACE was determined,
resulting in an IER value of 0.14% (μg mL-1)-1
El papel de la microbiota intestinal en la salud es cada más evidente, sin embargo todavía hay mucho que desconocemos
Los probióticos (alimentos colónicos) juegan un papel fundamental en la composición de la microbiota y han demostrado su eficiencia terapéutica en muchos campos
La leche es el principal vehículo de probióticos y ha mostrado también tener su propio peso como alimento funcional Poco se ha estudiado el efecto complementario, aditivo o sinérgico entre los componentes de la leche y los probióticos
Mariano García Garibay
MUCHAS GRACIAS
Departamento de Biotecnología Universidad Autónoma Metropolitana
Unidad Iztapalapa
División de Ciencias Biológicas y de la Salud Universidad Autónoma Metropolitana
Unidad Lerma