{"id":13380,"date":"2024-03-21T11:15:42","date_gmt":"2024-03-21T17:15:42","guid":{"rendered":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=13380"},"modified":"2024-07-02T09:26:03","modified_gmt":"2024-07-02T15:26:03","slug":"desarrollo-biotecnologico-para-la-produccion-de-probioticos-viables-de-chucrut-a-escala-industrial","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=13380","title":{"rendered":"Desarrollo biotecnol\u00f3gico para la producci\u00f3n de probi\u00f3ticos viables de chucrut a escala industrial"},"content":{"rendered":"
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Claudio Guajardo-Barbosa ORCID: 0000-0003-4601-9404
\n<\/span>Julio Ce\u0301sar Beltra\u0301n-Rocha <\/span>ORCID: 0000-0002-8063-725X
\n<\/span>Ulrico Javier Lo\u0301pez-Chuken <\/span>ORCID: 0000-0002-2100-9982
\n<\/span>Alma Delia Nava-Torres <\/span>ORCID: 0000-0002-1714-8410
\n<\/span>Myriam Eli\u0301as-Santos <\/span>ORCID: 0000-0002-4179-0251
\n<\/span>Rahim Foroughbakhch-Pournavab <\/span>ORCID: 0000-0002-9783-9464<\/span><\/p>\n

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CIENCIA UANL \/ AN\u0303O 27, No.125, mayo-junio 2024<\/p>\n

DOI:\u00a0https:\/\/doi.org\/10.29105\/cienciauanl27.125- 4<\/a>\u00a0<\/span><\/p>\n

Descargar PDF<\/a><\/p>\n

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RESUMEN<\/h4>\n
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A nivel global, millones de personas padecen problemas gastrointestinales derivados de un desbalance en la microbiota intestinal ocasionada por la mala alimentacio\u0301n y el excesivo uso de antibio\u0301ticos. Alternativamente, para disminuir esta problema\u0301tica se generan alimentos funcionales a base de probio\u0301ticos de origen la\u0301cteo; no obstante, e\u0301stos normalmente contienen trazas de metabolitos de origen animal, principalmente hormonas y medicamentos. Por este motivo existe, en an\u0303os recientes, una marcada tendencia hacia la adopcio\u0301n de dietas vegetarianas que excluyen el consumo de probio\u0301ticos la\u0301cteos. El presente avance biotecnolo\u0301gico contribuye en la solucio\u0301n de esta demanda al desarrollar, a nivel industrial, un producto liofilizado con microorganismos probio\u0301ticos viables de origen vegetal.<\/p>\n

Palabras clave: probio\u0301ticos, chucrut, desarrollo biotecnolo\u0301gico, industria.<\/p>\n

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ABSTRACT<\/h4>\n
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Globally, millions of people suffer from gastrointestinal problems derived from an imbalance in the intestinal microbiota caused by poor diet and excessive use of antibiotics. Alternatively, to reduce this problem, functional foods based on probiotics of dairy origin are being generated; however, these products usually contain metabolites traces of animal origin, mainly hormones and drugs. For this reason, there has been a marked trend in recent years towards the adoption of vegetarian diets that exclude the consumption of dairy probiotics. The present biotechnological advance contributes to the solution of this demand by developing at an industrial level a freeze-dried product with viable probiotic microorganisms of vegetable origin.<\/em><\/p>\n

Keywords: probiotics, chucrut, biotechnology development, industry.<\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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USO DE PRODUCTOS PROBIO\u0301TICOS LA\u0301CTEOS<\/h4>\n
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Segu\u0301n la Organizacio\u0301n de las Naciones Unidas para la Alimentacio\u0301n y la Agricultura, y la Organizacio\u0301n Mundial de la Salud (FAO\/ OMS, 2002), los probio\u0301ticos se definen como\u00a0microorganismos vivos que al ser ingeridos en cierta proporcio\u0301n brindan beneficios al hospedero. Asimismo, sus caracteri\u0301sticas dependen de las materias primas de las que se generan (tabla I). Las principales desventajas en los probio\u0301ticos la\u0301cteos es que se derivan de la leche animal, la cual es considerada una de las mayores fuentes de consumo de estro\u0301genos en la nutricio\u0301n humana.<\/span><\/p>\n

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Esta\u0301 reportado que la leche del u\u0301ltimo periodo de la gestacio\u0301n y los primeros di\u0301as de lactancia contiene cantidades importantes de estro\u0301geno del tipo estrona E1 (Pierre <\/span>et al<\/em>., 2006). Las razones de este contenido derivan de que la dieta del ganado incluye fito- y micoestro\u0301genos, uso de medicamentos y el estado hormonal de la vaca cuando es orden\u0303ada (Socas <\/span>et al.<\/em>, 2017). A todo lo anterior se le suma el uso ilegal de esteroides anabolizantes para el crecimiento del ganado, los cuales, en el metabolismo animal, atraviesan las gla\u0301ndulas mamarias y se transfieren a la leche (Noppe <\/span>et al<\/em>., 2008).<\/span><\/p>\n

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CHUCRUT COMO FUENTE DE PROBIO\u0301TICOS DE ORIGEN VEGETAL<\/h4>\n
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El chucrut es un alimento fermentado a base de col (Brassica oleracea L.<\/em>), rico en probio\u0301ticos. Se consume en Europa Oriental y Central desde hace ma\u0301s de diez siglos. Este alimento lo llegaron a emplear los antiguos romanos en algunos\u00a0inviernos cuando las cosechas eran malas y escaseaba el alimento. Gracias a su fermentacio\u0301n manteni\u0301a sus propiedades nutricionales y organole\u0301pticas (Zabat et al.<\/em>, 2018).<\/span><\/p>\n

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Las bacterias a\u0301cido-la\u0301cticas fueron clasificadas inicialmente por Orla-Jensen en 1919. En la segunda mitad del siglo XX se dio a conocer que el chucrut conteni\u0301a este tipo de bacterias, destacando la abundancia de Lactiplantibacillus<\/em> spp. y Bifidobacterium<\/em> spp. Los probio\u0301ticos de origen vegetal han tomado gran importancia en el mercado de los alimentos funcionales, especialmente por sus beneficios a la salud, por ejemplo, dentro del ge\u0301nero Lactobacillus<\/em> se sabe que Lactiplantibacillus plantarum<\/em> o, como se le denominaba anteriormente, Lactobacillus plantarum<\/em> (Zheng et al<\/em>. 2020), reduce los niveles de colesterol y triglice\u0301ridos en la sangre (Nguyen et al<\/em>., 2007). El consumir chucrut tiene la capacidad de cambiar y mejorar la estabilidad del microbioma intestinal, tambie\u0301n alivia y reduce los si\u0301ntomas del si\u0301ndrome del intestino irritable (IBS por sus siglas en ingle\u0301s) generando una mejor calidad de vida (Nielsen et al<\/em>., 2018; Zabat et al<\/em>., 2018).<\/p>\n

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MATERIALES Y ME\u0301TODOS<\/h4>\n
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Este trabajo fue efectuado en el Instituto de Biotecnologi\u0301a de la Facultad de Ciencias Biolo\u0301gicas de la UANL y en la empresa Hervar Fam, S.A. de C.V. Antes de empezar el proceso de elaboracio\u0301n del chucrut, todo el material fue desinfectado de acuerdo a la norma MNX-F-605-NORMEX 2016. Se desecharon las primeras hojas que recubren la col y parte del tallo central, recuperando las tiernas. Para cortarlas se utilizo\u0301 un equipo marca Torrey modelo PV-90, con el que se obtuvieron trozos de 0.5 cm de ancho a los que se les an\u0303adio\u0301 sal de mar en grano (sin refinar y sin aditivos) en una proporcio\u0301n de 1.5% con respecto al peso de las hojas ralladas. Posteriormente, esta mezcla se prenso\u0301 con el fin de liberar parte del agua contenida, este li\u0301quido permitio\u0301 crear un ambiente anaerobio al sumergir los trozos, dando paso a la fermentacio\u0301n de los microorganismos probio\u0301ticos a una temperatura de incubacio\u0301n de 20\u00b0C.<\/p>\n

Al terminar el prensado, se transfirio\u0301 el resultante a un fermentador de acero inoxidable Foshan DM-F700 de 200 kg de capacidad (figura 1). Con la finalidad de compactar la mezcla y evitar formacio\u0301n de burbujas de aire y espuma durante el proceso fermentativo, se cubrio\u0301 la superficie con las hojas externas de la col y se aplico\u0301 presio\u0301n sostenie\u0301ndola con placas de cera\u0301mica.<\/p>\n

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Figura 1. Fermentador FOSHAN DM-F700.<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Al llegar a la fase de crecimiento ma\u0301ximo de la poblacio\u0301n de ce\u0301lulas probio\u0301ticas, se dreno\u0301 la masa so\u0301lida de col fermentada, se peso\u0301 y se separo\u0301 en seis grupos, a tres se les an\u0303adio\u0301, como crioprotector, 5% de sacarosa (Beganovic et al<\/em>, 2014) desinfectada con dio\u0301xido de etileno y tres a los que no se an\u0303adio\u0301 crioprotector. Posteriormente se procedio\u0301 a liofilizar en un equipo KEMOLO FD-50 con una capacidad de 50 Kg (figura 2). Las condiciones generales de liofilizacio\u0301n fueron las siguientes: temperatura de sublimacio\u0301n de -37 a -10\u00b0C durante 24h y una temperatura final de 25\u00b0C.<\/p>\n

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Figura 2. Liofilizador KEMOLO FD-50.<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Para\u0301metros de crecimiento microbiano en col<\/h4>\n
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Durante la fermentacio\u0301n se realizo\u0301 la medicio\u0301n de a\u0301cido la\u0301ctico segu\u0301n el me\u0301todo descrito en la NMX-F-420-1982. Para verificar las fases de la cine\u0301tica del crecimiento microbiano se realizo\u0301 el conteo en placa cada tres di\u0301as usando el medio de cultivo de Man, Rogosa y Sharpe (MRS) especi\u0301fico para Lactobacillus<\/em> spp.<\/p>\n

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Viabilidad de los microorganismos probio\u0301ticos<\/h4>\n
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Se procedio\u0301 a determinar el porcentaje de viabilidad realizando el conteo de UFC\/g en medio MRS antes y despue\u0301s del liofilizado. Se cuantificaron las UFC\/g (expresados en peso seco) con la siguiente fo\u0301rmula: % Viabilidad = 100 \u2013 ((A-B) \u00d7100\/A). Donde: A = Con- teo bacteriano (UFC\/g) previo a la liofilizacio\u0301n y B = Conteo bacteriano (UFC\/g) posterior a la liofilizacio\u0301n.<\/p>\n

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RESULTADOS Y DISCUSIO\u0301N<\/h4>\n
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Durante la fermentacio\u0301n se origino\u0301 una acelerada formacio\u0301n de a\u0301cido la\u0301ctico con una reduccio\u0301n entre los di\u0301as 3 y 6, para posteriormente aumentar el rendimiento hasta llegar a la fase estacionaria en el di\u0301a 17 con una produccio\u0301n de 3.2 mg\u00a0de a\u0301cido la\u0301ctico por 100 g de cultivo (figura 3). En contraste a la generacio\u0301n de a\u0301cido la\u0301ctico obtenido (3.25 mg\/100g) a una temperatura de incubacio\u0301n de 20\u00b0C, un estudio realizado por Fadhil et al<\/em>. (2019) obtuvo una concentracio\u0301n de 9.6 mg\/100 g a 25\u00b0C, sen\u0303ala\u0301ndose que dicha diferencia radico\u0301 en las distintas temperaturas de incubacio\u0301n utilizadas.<\/span><\/p>\n

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Figura 3. Cin\u00e9tica de crecimiento bacteriano y producci\u00f3n de \u00e1cido l\u00e1ctico.<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Cine\u0301tica de crecimiento bacteriano<\/h4>\n
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En el inicio de la fermentacio\u0301n (fase de adaptacio\u0301n) la concentracio\u0301n de Lactobacillus<\/em> spp. auto\u0301ctonos era de 1,000 UFC\/g. Posteriormente, la fase exponencial se genero\u0301 entre los di\u0301as 5 a 15, presenta\u0301ndose la fase estacionaria al di\u0301a 17 con un crecimiento de 10\u00b9\u00ba UFC\/g (figura 3), lo cual indica que la cepa predominante fue ma\u0301s resistente al a\u0301cido la\u0301ctico. Cabe destacar que la concentracio\u0301n obtenida en el presente desarrollo (10\u00b9\u00ba UFC\/g) fue superior a lo reportado por Di Biase et al<\/em>. (2022), quienes obtuvieron un crecimiento ma\u0301ximo de \"\"<\/a>\u00a0UFC\/g.<\/p>\n

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Viabilidad celular en el chucrut<\/h4>\n
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La col fermentada sin crioprotector presento\u0301 una viabilidad de Lactobacillus<\/em> spp., despue\u0301s de la liofilizacio\u0301n, de 36.5% \u00b1 22.0; en cambio, el uso de sacarosa a 5% como crioprotector produjo una viabilidad de 89.3% \u00b1 18.5 (figura 4). Este dato coincide con una investigacio\u0301n efectuada por Beganovic et al<\/em>. (2014) en la que uso\u0301 sacarosa a modo de crioprotector en distintas cepas de Lactobacillus<\/em> y obtuvo una viabilidad que oscilo\u0301 entre 87.6 y 96%.<\/p>\n

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Figura 4. Viabilidad de los microorganismos sin crioprotector y con crioprotector (ANOVA de una v\u00eda (n=3). P>0.05. Letras diferentes indican diferencias significativas).<\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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CONCLUSIONES<\/h4>\n
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La mayor produccio\u0301n de a\u0301cido la\u0301ctico y la finalizacio\u0301n del proceso de fermentacio\u0301n en la elaboracio\u0301n de chucrut se definieron a los 17 di\u0301as de cultivo, tiempo en el que se presento\u0301 la fase estacionaria. La sacarosa fue un aditivo de importancia debido a que al ser usado como crioprotector durante el liofilizado aumento\u0301 la viabilidad celular de los Lactobacillus<\/em> spp. en el resultado final.<\/p>\n

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* Universidad Auto\u0301noma de Nuevo Leo\u0301n, San Nicola\u0301s de los Garza, Me\u0301xico.
\n** Hervar Fam., S.A. de C.V.
\nContacto: rahim.foroughbakhchpr@uanl.edu.mx<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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REFERENCIAS<\/h4>\n
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* Universidad Auto\u0301noma de Nuevo Leo\u0301n, San Nicola\u0301s de los Garza, Me\u0301xico.
\n** Hervar Fam., S.A. de C.V.
\nContacto: rahim.foroughbakhchpr@uanl.edu.mx<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Recibido: 30\/09\/2022 <\/strong>
\nAceptado: 23\/11\/2022<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Claudio Guajardo-Barbosa ORCID: 0000-0003-4601-9404 Julio Ce\u0301sar Beltra\u0301n-Rocha ORCID: 0000-0002-8063-725X Ulrico Javier Lo\u0301pez-Chuken ORCID: 0000-0002-2100-9982 Alma Delia Nava-Torres ORCID: 0000-0002-1714-8410 Myriam Eli\u0301as-Santos ORCID: 0000-0002-4179-0251 Rahim Foroughbakhch-Pournavab ORCID: 0000-0002-9783-9464 CIENCIA UANL \/ AN\u0303O 27, No.125, mayo-junio 2024 DOI:\u00a0https:\/\/doi.org\/10.29105\/cienciauanl27.125- 4\u00a0 Descargar PDF   RESUMEN A nivel global, millones de personas padecen problemas gastrointestinales derivados de un desbalance en la microbiota intestinal ocasionada por […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":13418,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[27],"tags":[],"class_list":["post-13380","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-investigacion"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/13380","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=13380"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/13380\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":13465,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/13380\/revisions\/13465"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/13418"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=13380"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=13380"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=13380"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}