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