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Mejora del perfil lipídico de alimentos mediante el empleo de
bacterias
Marta Gisbert Viguer, Lidia Tomás Cobos, Alejandro Rodrigo Gil, Maite Navarro Fayos, Jose
Enrique Carreres Malonda.
ainia, Centro Tecnológico, Paterna (Valencia)
Resumen
El consumo excesivo de grasas, ácidos grasos saturados y colesterol se asocia con algunos
tipos de cáncer, obesidad y enfermedades cardiovasculares, lo que constituye una de las
principales causas de mortalidad en todo el mundo.
Para mejorar el perfil lipídico de los alimentos existen diferentes estrategias, tales como la
reducción de grasa y la sustitución de grasa animal por grasa vegetal o de pescado y fibras,
entre otros.
Recientemente se está abordando el empleo de bacterias para la mejora del perfil lipídico. El
empleo de bacterias probióticas parece tener efecto en la disminución de los niveles de
colesterol sanguíneo, siendo el sector lácteo donde existen un mayor número de estudios
realizados. Las bacterias funcionales no probióticas mejoran el perfil lipídico del alimento
mediante la reducción del contenido en colesterol, y por otro, mediante la formación de
ácidos grasos poliinsaturados conjugados.
Mejora del perfil lipídico
Los hábitos alimentarios son los principales aspectos no genéticos relacionados con la salud,
que presentan un importante papel en la prevención de enfermedades (OMS, 2003).
Consecuentemente, el conocimiento de la influencia que tiene la dieta en la salud y la
identificación de ingredientes, procesos y desarrollos de aquellos alimentos que permitan
maximizar los beneficios de la alimentación en la salud humana, resulta fundamental de cara
a ofrecer productos alimentarios más saludables.
Los niveles elevados de colesterol sérico y de lipoproteínas de baja densidad (LDL)
constituyen factores de alto riesgo de aterosclerosis y de enfermedades coronarias. El grado
de riesgo de éstos y otros factores puede variar, entre otros, según: el tipo y nivel de
consumo de ácidos grasos, el porcentaje de energía que aporta el total de las grasas, el
colesterol presente en los alimentos, los niveles de lipoproteínas, el consumo de
antioxidantes y de fibra, los niveles de actividad y el estado de salud.
Es por ello que existe una gran cantidad de estudios relativos a la modificación del perfil
lipídico. Para ello diferentes estrategias han sido llevadas a cabo, como la sustitución parcial
o total de la grasa animal por aceite vegetal o de pescado, empleo de frutos secos en la
formulación y adición de fibra vegetal, entre otros.
Si embargo, sumado a las dificultades tecnológicas que ello implica, uno de los potenciales
problemas de la sustitución de grasa animal por otros tipos de grasas es la aceleración de los
procesos oxidativos, debido a un incremento de los ácidos grasos insaturados. Por otra parte,
los cambios en la composición de los productos conllevan modificaciones en las
características sensoriales del producto, lo que generalmente disminuye la aceptabilidad del
consumidor.
ainia centro tecnológico lleva en marcha una línea de investigación sobre el empleo de
bacterias en alimentos, cuyo objetivo es mejorar las características nutricionales de los
mismos, concretamente, aquellas directamente relacionadas con las enfermedades
cardiovasculares como la hipercolesterolemia. Dentro de esta línea de investigaciones se
están llevando a cabo de forma paralela dos estrategias de investigación. Por un lado, la
utilización de bacterias probióticas (microorganismos que ingeridos en y/o como alimentos
mejoran el balance de la flora intestinal) que actúen en el organismo una vez ingerido el
producto, impidiendo que el cuerpo asimile el colesterol. La segunda estrategia se está
dirigiendo a utilizar bacterias no probióticas que actúen sobre el producto disminuyendo el
contenido en colesterol y mejorando por tanto su perfil lipídico y sus características
nutricionales. Estas estrategias tienen las ventajas de que en general no modifican
significativamente las características sensoriales, no suponen dificultades tecnológicas y en
principio no alteran la estabilidad oxidativa de las grasas.
Bacterias probióticas
Hace más de un siglo que se relacionó el gran consumo de bacterias presentes en leches
fermentadas con una forma de modular la flora intestinal y evitar así enfermedades. Desde
entonces, se han realizado gran cantidad de trabajos dirigidos a conocer en mayor
profundidad dichas bacterias llamadas probióticos, a las que se definen como
“microorganismos que ingeridos en y/o como alimentos mejoran el balance de la flora
intestinal” (Salminen 1999).
Los microorganismos más comúnmente empleados como probióticos son las bacterias ácido
lácticas de los géneros Lactobacillus y Bifidobacterium, aunque existen también otros tipos
de microorganismo con dicha capacidad, tales como levaduras de la especie Saccharomyces
(Psomas et al. 2003, Buts 2005).
Entre los efectos beneficiosos a la salud atribuibles a microorganismos probióticos se tienen
(Gill y Warner 2004, Mercenier et al. 2003, Reid et al. 2003, Sanders 1999, Tuohy et al.
2003):
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Mejora de la flora intestinal.
Estimulación/modulación de la inmunidad de la mucosa intestinal.
Reducción de reacciones inflamatorias o alérgicas.
Disminución de los niveles de colesterol sanguíneo.
Protección por competencia con microorganismos patógenos, etc.
La hipercolesterolemia se considera uno de los mayores factores de riesgo para el desarrollo
de enfermedades coronarias, aunque existen fármacos disponibles para tratar esta condición
a menudo no son siempre muy eficaces, son costosos o tienen efectos secundarios no
deseados. Se ha demostrado que la administración de probióticos reduce entre un 20 y un
33 por ciento los niveles de colesterol (Pereira y col. 2002) en sangre.
Respecto a la mejora del perfil lipídico en sangre, las primeras referencias se remontan a
más de 40 años, cuando Shaper et al. (1963) y posteriormente, Mann (1974) observaron
que hombres guerreros de las tribus Samburu y Maasai mostraban reducidos niveles de
colesterol sanguíneo tras consumir grandes cantidades de leche fermentada con cepas de
Lactobacillus. Desde entonces, se ha investigado el potencial efecto hipocolesterolémico de la
leche y productos fermentados con Lactobacillus y Bifidobacterium. Así pues, diversos
autores han realizado estudios de la mejora en los niveles de colesterol sérico tras el
consumo de productos lácteos (Harrison y Peat, 1975, Hepner et al., 1979, Schaarmann et
al. 2001).
Sin embargo, el mecanismo de esta acción hipocolesterolémica no está definido y son varias
las hipótesis que se proponen:
1234-
Asimilación del colesterol por la bacteria (Pereira and Gibson 2002).
Unión del colesterol a la membrana (Liong y Shah 2005).
Desconjugación de las sales biliares (Tahri et al. 1996, Gilliland et al. 1985).
Producción de ácidos grasos de cadena corta como propionato (Fuller y Gibson
1998).
Aunque el mecanismo por el cual las bacterias ácido lácticas (BAL) disminuyen los niveles de
colesterol no se ha descrito, ha de tenerse en cuenta que ninguna de las opciones es
excluyente. Y que, en cualquier caso en el metabolismo del colesterol participa la bilis y las
sales biliares. Por lo que, entre las propiedades a considerar para seleccionar una bacteria
láctica con capacidad de disminuir los niveles de colesterol se encuentra: supervivencia al
tránsito intestinal, tolerancia a bilis o la presencia de actividad enzimática BSH (hidrolasa de
ácidos biliares) positiva.
Bacterias no probióticas que mejoran el perfil lipídico en el alimento
Estudios recientes sugieren la posibilidad de mejorar el perfil lipídico del alimento mediante
la incorporación de bacterias funcionales (no probióticas) Según diferentes estudios esta
mejora se produce por un lado mediante la reducción del contenido en colesterol, y por otro,
mediante la formación de ácidos grasos poliinsaturados conjugados.
La capacidad de reducir los niveles de colesterol en alimentos ha sido descrita en diferentes
microorganismos. En 1978 Owen et al. observaron que cepas de Escherichia coli aisladas de
heces humanas degradaban el colesterol tanto en condiciones aerobias como anaerobias,
transformándolo en coprostanol, un derivado pobremente absorbido en el tracto
gastrointestinal humano. Otro género que ha sido demostrado capaz de reducir el colesterol
a coprostanol en alimentos es Eubacterium (Gilliland et al. 1985, Freier 1991, Freier et al.
1994, Ren 1991). En un estudio realizado por Li et al. (1995) se demostró que la
incorporación de E. coprostanoligenes en una dieta enriquecida en colesterol resultaba en
una disminución en la concentración de colesterol sérico en conejos. Valcarce et al. (2002)
investigaron la capacidad de Tetrahymena thermophila de transformar el colesterol a provitamina D en huevo, alcanzando una reducción del 55 % tras 24 horas de incubación. Otros
géneros estudiados en este sentido han sido Rhodococcus (Arihara et al. 1988, Watanabe et
al. 1987) y Nocardia (Chosson et al. 1988).
En cuanto al mecanismo planteado de formación de ácidos grasos poliinsaturados
conjugados, existen antecedentes bibliográficos de microorganismos con capacidad de
formar ácidos grasos conjugados a partir de insaturados (Jiang et al. 1998, Kishino et al.
2006).
El principal interés en la formación de este tipo de ácido graso, radica en los beneficios
funcionales que se les atribuyen. Así, se ha demostrado que el ácido linoleico conjugado,
presenta efectos hipocolesterolémicos, estimula el sistema inmune, presenta actividad
anticancerígena, efectos antioxidantes y efectos sobre el peso corporal (Lee et al, 1994;
Cook et al. 1993, Devery 2001, West 1998).
Entre los microorganismos con capacidad de conjugar el ácido linoleico se encuentran los
microorganismos del rumen como los de la especie Butyrivibrio. Además de las bacterias del
rumen también cultivos iniciadores de productos lácteos son capaces de producir ácido
linoleico conjugado, tales como Propionibacterium freudenreichii y bacterias entéricas como
Bifidobacterium y Lactobacillus (Alonso et al. 2003, Kim et al. 2002, Jiang et al. 1998,
Kishino et al. 2006). Respecto a la aplicación en alimentos existen aún escasas referencias
bibliográficas. Éstas se refieren básicamente a productos lácteos, caso de los trabajos de Kim
et al. (2002) y Jiang et al. (1998) que estudiaron el incremento en ácido linoleico conjugado
en leche fermentada por bacterias ácido lácticas.
Línea de investigación de ainia
ainia centro tecnológico pretende con esta línea de investigación ayudar a las empresas a
satisfacer la creciente demanda de productos alimentarios más saludables que le permita a
su vez aumentar su competitividad.
Esta línea de investigación, que cuenta con diferentes apoyos administrativos, como el
Ministerio de Ciencia e Innovación, basa su estudio en la incorporación de bacterias para la
reducción del efecto no saludable de las grasas presentes en los alimentos.
ainia estudia en ambos enfoques de investigación las modificaciones que tienen lugar en las
características de dichos productos, formulaciones y producción, lo que permitirá obtener
una comparativa de resultados, para su posterior implantación a nivel industrial.
Dentro de esta línea de investigación se están realizando estudios sensoriales, de estabilidad
durante el almacenamiento y consumo, es decir, se está analizando el efecto de la
introducción de bacterias no probióticas y probióticas en alimentos sobre el estado oxidativo
de las grasas (aceleración de los procesos oxidativos debidos a la modificación del perfil
lipídico) y de funcionalidad in vivo mediante ensayos de experimentación animal con el
objetivo de evidenciar de forma científica los efectos beneficiosos en el organismo,
comparándose los dos tipos de estrategias. Para dichos estudios se cuenta con la
colaboración de la Facultad de Medicina de la Universidad de Valencia.
Datos más significativos
El consumo excesivo de grasas, ácidos grasos saturados y colesterol se asocia con algunos
tipos de cáncer, obesidad y enfermedades cardiovasculares, lo que constituye una de las
principales causas de mortalidad en todo el mundo.
Para la mejora del perfil lipídico diferentes estrategias han sido llevadas a cabo, como la
sustitución parcial o total de la grasa animal por aceite vegetal o de pescado, empleo de
frutos secos en la formulación, adición de fibra vegetal, entre otros.
El empleo de bacterias probióticas en alimentos parece tener efecto en la disminución de los
niveles de colesterol sanguíneo, siendo el sector lácteo donde existen un mayor número de
estudios realizados.
El empleo de bacterias funcionales no probióticas se está investigando recientemente para la
mejora del perfil lipídico del alimento.
El empleo de bacterias tiene la ventaja de que en general no modifican significativamente las
características sensoriales, no suponen dificultades tecnológicas, y en principio, no alteran la
estabilidad oxidativa de las grasas.