Desarrollo del tema

En los últimos años, el interés por el papel benéfico de las bacterias probióticas en la salud humana se ha intensificado de gran manera, debido a que mejoran el equilibrio microbiano intestinal²¹; estos beneficios en salud se atribuyen a la ingesta de alimentos que contienen cultivos probióticos⁸. Otros efectos benéficos que se les atribuyen son que: reducen o eliminan dolencias tales como la irritación del colon, el estreñimiento y la diarrea del viajero^17),(22; inhiben bacterias patógenas²³; sintetizan vitaminas del grupo B, reducen los niveles de amoníaco en la sangre y la absorción del colesterol²⁴; evitan la formación de tumores²⁵, mejoran la absorción de calcio y la utilización de lactosa mediante la producción de b-galactosidasa^26),(27, contribuyen con efectos benéficos en infecciones gastrointestinales; disminuyen la inflamación en la enfermedad intestinal inflamatoria y en las afecciones del hígado¹⁰; mejoran la sintomatología en la diabetes²⁸; contribuyen con una disminución de peso y con el tratamiento contra la obesidad²⁹, y se ha visto, además, que combaten la infección por Helicobacter pylori30,31.

Para comprobarse los efectos benéficos de estos microorganismos, son necesarios estudios clínicos que validen su efecto, aspecto considerado en la normatividad de la FAO/OMS, la cual es el punto de partida para cualquier otra reglamentación o regulación al respecto en el mudo¹⁷.

Entre los requisitos que debe cumplir un probiótico está el de poblar el tracto gastrointestinal; algunos estudios solo han hipotetizado al respecto, como el de Hickey et al., mientras que otros ya han empezado a incurrir en estos hallazgos, y han demostrado que ciertas cepas como las de Lactobacillus y Bifidobacterium, sÍ tienen la capacidad de poblar este tracto. Por ejemplo en el estudio realizado por Rodes et al.; donde mediante un análisis in vitro se monta una simulación de la microbiota dentro de un colon^{32),(33),(34),(35}.

Es de anotar que algunos ensayos clínicos con probióticos se han realizado en población infantil, donde se ha encontrado que una mayor densidad de bacterias beneficiosas en los bebés logra conferir un mayor grado de protección contra enfermedades, tales como alergias e infecciones gastrointestinales^{23),(27),(36),(37),(38}. Asimismo, se ha encontrado que la colonización bifidobacteriana en población lactante está asociada a un menor riesgo de padecer alergias^{21),(22),(24),(30}, entre ellas la rinitis^25). Además, se han reportado estudios sobre tratamientos en la enterocolitis necrotizante, una de las enfermedades más características de los recién nacidos y que tiene alto riesgo de muerte^{11),(26),(28)} .

Probióticos más utilizados en la industria de alimentos funcionales

La literatura científica recolectada reporta las Bacterias Acido Lácticas (BAL) como una de las especies más comúnmente utilizadas como probióticos en la industria de alimentos funcionales. Entre ellas se destacan dos de gran importancia y empleo en la industria de alimentos, Lactobacillus y Bifidobacterium^{2),(21),(29),(31}, pues son bacterias cuyas cepas se encuentran principalmente en el tracto gastrointestinal humano del adulto³⁹; un alimento natural que las contiene en gran cantidad es la leche materna humana. Estas bacterias probióticas se emplean en procesos de fermentación u obtención de otras sustancias que impliquen la producción de un ingrediente funcional especial, para conseguir el efecto nutricional y beneficioso en la salud^3),(38. Desde el punto de vista normativo, estos probióticos cuentan con el respaldo de la FAO/OMS Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food, ya que cumplen con los tres numerales de requisitos exigidos por este^17),(15.

Género Lactobacillus y Bifidobacterium

El Lactobacillus es un género muy heterogéneo que abarca bacterias con una amplia gama de propiedades bioquímicas y fisiológicas²³. Es el más grande de los que pertenecen a la familia BAL (Ver Tabla 1), con 185 especies descritas de forma válida en la literatura, y que aumentaron de forma sustancial en 145, en 2008, como consecuencia de la reclasificación de otras múltiples especies. Desde la clasificación inicial de la especie Lactobacillus acidophilus, en 1920 (Holanda), hasta alrededor de 1970, muchos Lactobacillus aislados de las superficies mucosas humanas se siguieron identificando colectivamente como L. acidophilus. ⁰.

El L. acidophilus es una bacteria Gram positiva, crece de manera óptima desde 37 hasta 42 ° C, y máximo 45 °C. La especie alcanza su mayor tasa de crecimiento en medios ligeramente ácidos de pH 5,5 a 6,0, y cesa su crecimiento por debajo de pH 4,0. Es un fermentador obligatorio en la producción de ácido láctico a partir de la fermentación de hidratos de carbono, y es uno de los más sensibles al oxígeno¹¹. La caracterización de sus cepas probióticas ha permitido estudiar cuanto abarca su estabilidad en producto, su resistencia a la bilis, su tolerancia a bajo pH, su adhesión a los colonocitos humanos en cultivo celular, su producción antimicrobiana y su actividad lactasa ^{21), (32), (41), (42}

Otra BAL muy caracterizada en sus efectos benéficos son los Enterococos, bacterias importantes en los alimentos y en la microbiología clínica⁴³. Son bacterias Gram positivas, sin esporulación, formadoras de catalasa-oxidasa con carga negativa, y son bacterias facultativas anaerobias que se pueden producir solas, en parejas o en cadenas. La mayoría de las cepas de esta especie son comensales inofensivas y mayormente presentan carácter benéfico para la salud. Además, se pueden utilizar en cultivos iniciadores para alimentos fermentados; por ejemplo, Enterococcus faecalis se utiliza con éxito en la preparación de quesos, acelerando la maduración y mejorando las características organolépticas de éstos. A raíz de esto, se intensifica el interés tecnológico por los Enterococos, los cuales se utilizan como el cultivo iniciador propicio para diferentes quesos europeos, tales como Mozarella Water Buffalo, Feta, Venaco y el queso Cebreiro. Finalmente, debido a las propiedades bioquímicas deseables y bien documentadas de esta bacteria, tales como la capacidad de producir péptidos antimicrobianos conocidos como bacteriocinas, puede ser utilizada como biopreservativo en alimentos⁴⁴.

Tabla 1 Géneros de Lactobacillus y Bifidobacterium reconocidos como probióticos 

Fuente: autores

Entre las bacterias BAL probióticas más estudiadas, encontramos a Lactobacillus rhamnosus. Es una bacteria que cumple con los estándares de las Naciones Unidas y con los requisitos clínicos, según documentación del ensayo FAO / OMS de 2001¹⁷. Esta bacteria presenta una alta tolerancia en condiciones de acidez, por lo que prevalece en el estómago, sobrevive al tránsito intestinal y es capaz de adherirse a la mucosa colónica humana, para luego ser capaz de colonizar el tracto gastrointestinal, después del respectivo tratamiento^6),(40. La evidencia existente reporta efectos benéficos del L. rhamnosus en la prevención y el tratamiento de la diarrea asociada a antibióticos, la diarrea por rotavirus, trastornos gastrointestinales e infecciones en las vías respiratorias en los niños, e inhibe el crecimiento y la adhesión de enteropatógenos⁴⁵.

Tabla 2 Subespecies de Bifidobacterium reconocidas como probióticos 

Fuente: autores.

Bifidobacterium se destaca por ser una bacteria probiótica que también posee reconocimiento mundial a nivel científico y soporte documentado mediante la guía de la FAO/WHO¹⁷ , siendo un importante grupo de cepas probióticas comúnmente utilizadas en los productos lácteos fermentados⁴⁶. Son gram-positivas, anaerobias, no móviles y sin esporulación. Las especies incluidas en el género Bifidobacterium⁴⁷ se pueden observar en la tabla 1 y tabla 2 ^2),(3.

El pH óptimo para el crecimiento de las Bifidobacteria está entre 6,0 y 7,0, y prácticamente ninguna puede crecer por debajo de pH 4,5 o por encima de 8,5. La temperatura óptima de crecimiento está entre 37 a y 41 °C, la mínima entre 25-28 °C y la máxima entre 43 a 45 °C⁴⁸. Algunos de los cultivos de Bifidobacterium más utilizadas como probióticos son B. adolescentis, B. longum, B. infantis y B. breve. Para el caso de la estabilidad de las bifidobacterias en el yogur, investigado por Underwood et al., se informa que varios ingredientes, como la cisteína de la proteína del suero de la leche y la caseína hidrolizadas, son eficaces para mantener su viabilidad en este. Así mismo, es vital el uso de bacterias lácticas como iniciadores de su producción, para intensificar la estabilidad de la bifidobacteria³⁶. Por otro lado, Ferreira et al. reporta que las Bifidobacterium, particularmente la B. animalis ssp lactis, es más resistente contra el estrés ambiental y más estable en yogur, en comparación a la Bifidobacterium longum, Bifidobacterium breve y Bifidobacterium bifidum, que son bifidobacterias humanas, lo cual ha conllevado a que la B. animalis se utilice mayormente en los productos lácteos fermentados del mercado actual⁴⁹.

Factores fisicoquímicos que afectan el desempeño de un probiótico

Factores como el tipo de la cepa, la actividad del agua, la sensibilidad al oxígeno, la temperatura y el almacenamiento son también muy influyentes; debido a esto, no todas las cepas pueden ser fácilmente fabricadas ni comercializadas industrialmente^50),(51),(52. Para que un probiótico pueda ser producido a nivel industrial, éste debe presentar un valor alto de crecimiento microbiano viable²⁴. Por consiguiente, una medida de la concentración de la cepa en UFC determina los efectos mínimos en salud, lo que explica que ya existan referencias en la literatura de estos datos: por ejemplo, para la leche acidophilus se exige una concentración de 1x10⁷ UFC de probiótico por mL, para lograr el efecto esperado^3),(53). Así mismo, otro factor que afecta a los probióticos es la temperatura, pues varios estudios reportan que trabajar por debajo de 45⁰ C propicia la supervivencia de las bacterias^2),(12),(48.

Otro aspecto muy importante es la formulación de la matriz⁵⁴, ya que, desde el punto de vista tecnológico, es la que más puede afectar la funcionalidad de un probiótico^3,(47),(55. Puesto que el desempeño de los probióticos con efecto funcional es bien conocido en leche, quesos y helados lácteos^56),(57, pero poco en matrices tales como en cereales, avena, confitería y frutas, estas últimas implican un gran reto^22),(39. Por consiguiente, para mejorar el desempeño de diversos probióticos en estas nuevas matrices, se viene aplicando la encapsulación o microencapsulación como sustituto tecnológico^58),(59).

También se reportan estudios donde se ha llegado a analizar el comportamiento de tales matrices y su actividad probiótica desde la producción de sustancias por parte de estos, entre las que se encuentran las enzimas como las a-galactosidasas¹². Igualmente, se ha observado, para el caso de tres especies diferentes de banano, que cada una presenta sustancias nutricionales tales como prebióticos⁶⁰, componentes que proporcionan alimento y que pueden beneficiar más a un probiótico que a otro, favoreciendo por consiguiente la actividad prebiótica y los carbohidratos requeridos para su viabilidad^61).

La Microencapsulación se ha empleado como una metodología que beneficia la viabilidad y la estabilidad del probiótico en el alimento, debido a que encapsula el probiótico con una cubierta de aditivo químico grado alimento y de naturaleza química afín al alimento en el que va a ser incorporado^62),(63, lo que favorece la biodisponibilidad en el organismo específicamente en el tracto gastrointestinal^{7),(13),(61),(64}. La misión principal de la microencapsulación es proteger de la oxidación, humedad y los cambios bruscos de temperatura al probiótico durante largos periodos de almacenamiento^9),(59),(65.

Mecanismos de acción de los probióticos con efecto benéfico para la salud

A pesar de todos los efectos funcionales de muchos probióticos, la forma como ellos actúan no está actualmente clara³⁵; sin embargo, algunos estudios reportan los mecanismos de acción por los cuales se pueden dar los efectos benéficos: por adherencia y colonización en el intestino, y estimulación en la producción de sustancias mucosas, de manera que se fortalecen las uniones intestinales y se inhibe la translocación bacteriana²⁷, por supresión del crecimiento de la bacteria patógena, por producción de sustancias antimicrobianas, por modulación del crecimiento de la microbiota, por producción de sustancias tóxicas, por reducción del pH intraluminal y por exclusión competitiva de bacterias patógenas de sitios de enlace^{11),(35),(37),(38}

Bacillus coagulans, probiótico empleado por la industria de alimentos

Este microorganismo probiótico fue aislado de la malta verde, en 1932, por los científicos HorowitzWlassowa y Nowotelnow⁵³. Luego, científicos japoneses lo denominaron Lactobacillus sporogenes, pero, posteriormente, fue clasificado como Bacillus Coagulans. Este probiótico es una bacteria gram positiva, ácido láctica formadora de esporas; crece en un rango de temperatura entre 35 a 50ºC y su rango de pH óptimo está entre 5.5 y 6.5^66),(67. La formación de esporas de este probiótico permite que sea resistente a los ácidos gástricos y a la bilis para llegar intacto al intestino grueso, gracias a la cápsula que lo protege^53),(68 .

Los beneficios en salud del Bacillus coagulans reportados van desde mejoras en el tratamiento de la hiperlipidemia, la adenovirus, la influenza, la estomatitis aftosa y la caries dental, hasta tratamientos para la artritis ^50),(69. Estudios clínicos reportan efectos benéficos en el dolor de estómago de niños, con una mezcla de Bacillus coagulans y prebióticos tales como los FOS (Fructooligosacáridos)^14),(51; además, también se ha visto su efecto favorable en el tratamiento de la diarrea infantil^{51),(70),(71)} y de la hipercolesterolemia⁽⁽⁷²⁾⁾.

El Bacillus coagulans es un probiótico potencial en alimentos funcionales debido a su capacidad para soportar altas temperaturas, y su formación de esporas lo hace más apto para trabajar en matrices alimentarias basadas en frutas, vegetales, cereales o granos⁶¹. Por consiguiente, este probiótico se hace atractivo en el amplio espectro del ámbito de la industria alimentaria, en su línea funcional^65),(68),(73. Lo anterior brinda una oportunidad de trabajar los probióticos en alimentos funcionales dirigidos hacia la población infantil.

Probióticos empleados en la producción de alimentos para bebé

Conocidos los efectos en salud de los probióticos para población adulta, se despliega una vertiente en alimentos orientada hacia la línea de alimentos para niños, con un mayor énfasis en la producción de alimentos para bebes lactantes entre los 6 y 12 meses.

Estudios realizados en población infantil, exaltan los efectos positivos y mejoras en el tratamiento infecciones gastrointestinales y cólicos, con alimentos y suplementos que contenían un probiótico o mezclas de al menos dos probióticos⁷⁴. Es así como, un estudio de Onubi y Poobalan, reportan que Sarawal et al. (2010), para inspeccionar el beneficio de los probióticos en el aumento de la talla y el peso, adicionó bifidobacterium lactis en una fórmula a base de leche para bebes de más de seis meses, y observó un efecto en el aumento de peso. Efectos similares se han encontrado con la adición de especies de Lactobacillus^64),(75)

Las principales características de los alimentos suplementados con probióticos para esta población estaban adicionadas a leche, yogurt o a un alimento con origen natural fermentado⁷⁵. Dentro de esta gama de propuestas, se observó poca exploración de probióticos en productos a base de frutas, las cuales también podrían proveer un excelente medio ambiente para estos microorganismos benéficos, debido a los nutrientes, contenido de carbohidratos y proteínas.

Se ha comprobado que la leche materna contiene una microbiota compuesta tanto por probióticos como prebióticos propios; por esto, es importante el uso de probióticos en la alimentación infantil, especialmente cuando un bebé no puede ser amamantado, pues proveerle un alimento con un microorganismo que le dará la posibilidad de estimular su sistema inmunológico es una condición ideal para el lactante^64).

Estudios han desafiado esta propiedad con probióticos pertenecientes a la familia de las BAL en producto a base de leche o lácteos. Para productos no lácteos, se tiene el Bacillus coagulans, el cual, como otros, ya se encuentra catalogado como alimento Generalmente Reconocido como Seguro en alimentos (GRAS), luego de ser aprobado y cumplir los requerimientos de la Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food de la FAO and WHO. Sin embargo, a este último se le requieren más pruebas reproducibles, especialmente para la población lactante, pues es necesario tener claro si hay efectos secundarios que afecten la salud y el adecuado desarrollo de este. A la fecha, no se ha reportado un caso negativo relacionado con un probiótico catalogado como GRAS¹³; No obstante, organismos expertos en alimentación infantil, como el comité de la Sociedad Europea de Gastroenterología, Hepatología y Nutrición Pediátrica (ESPGHAN), han insistido en manifestar que los estudios reportados no inspiran mucha confianza, por encontrar incongruencias entre los resultados estadísticos^52),(75

Por otro lado, el comité ESPGHAN consideró pertinente declarar que hay que tener en cuenta que, en un bebé recién nacido, su microbiota no se encuentra todavía bien desarrollada; por lo cual la asimilación de una formulación con probióticos podría ser contraproducente antes del tiempo normalmente estipulado⁷⁵.

Igualmente, ESPGHAN propone expandir el espectro del efecto benéfico en salud de los probióticos en lactantes hacia aspectos como el aumento en la talla de crecimiento del bebé, o hacia sintomatologías relacionadas con infecciones gastrointestinales, cólicos, y al no uso de antibióticos para bebé¹⁴. Todo apunta hacia la erradicación de conclusiones en donde los beneficios de un probiótico se replicarían a los demás probióticos semejantes de su género.

Sin embargo, aunque entre líneas es una especie de veto hacia estos intentos de innovación alimentaria en alimentos para bebé, lo que este comité expresa es que, mientras un producto suplementado con probióticos para bebé este bien certificado y apoyado sobre las evidencias científicas y estudios estipulados que pide un correcto Health Claim, se puede promover y comercializar ese producto⁷⁵.

El éxito de un alimento certificado con probióticos para bebé dependerá del contexto en que sea puesto a prueba. Es por consiguiente que el estudio de Ojocheneme y Poobalam⁷⁴, en defensa de la adición de probióticos, argumentan y exaltan que normalmente se acentúa el beneficio de estos resultados hacia la conservación de las defensas inmunológicas. En vista de esto, decidieron orientarse hacia el estudio de los efectos en el crecimiento y tamaño que podría llegar a alcanzar un bebé suplementado, es decir, una población infantil compuesta por bebes bien nutridos^{14),(64),(76),(77),(78),(79}.

Más que evitar el uso de probióticos en alimentos suplementados para bebé, el comité ESPGHAN y otros entes reguladores de igual importancia proponen, que los estudios sean de más largo plazo; en los cuales se observe el día a día de su consumo y sus efectos⁷⁵; queda lo anterior como la actual premisa para el debido proceso de un Health claim.