Microencapsulación de probióticos en partículas de proteínas de soja obtenidas a partir de un subproducto alimentario

Abstract

La microbiota intestinal (MI) desempeña un papel fundamental en la homeostasis de lípidos, carbohidratos y proteínas, entre otras funciones. En los últimos años, el desequilibrio de la MI se ha relacionado con las enfermedades no transmisibles. Los probióticos presentan efectos beneficiosos sobre la salud entre los que destacan su capacidad para mantener el equilibrio de la MI. Para garantizar su eficacia, los probióticos deben sobrevivir a las condiciones de estrés provocadas durante su procesado, almacenamiento y tras su ingesta (pH ácido del estómago, acción de las enzimas, presencia de sales biliares en el duodeno y competencia de la microbiota endógena presente en el íleon y el colon). Con el objetivo de proteger a los probióticos de estas condiciones adversas, la microencapsulación se presenta como una de las soluciones más eficientes. A pesar de los avances realizados en este campo, existe una necesidad de desarrollar nuevas tecnologías o de emplear nuevos materiales que permitan minimizar los costes asociados a la encapsulación de probióticos y mejorar los beneficios de la microencapsulación en cuanto a la protección de estos microorganismos. Por ello, el objetivo de este estudio fue evaluar la capacidad de las proteínas de soja, obtenidas a partir de un subproducto de la industria alimentaria, como material para la microencapsulación de probióticos mediante coacervación simple y posterior atomización. Tras la caracterización del subproducto y de las proteínas obtenidas, se evaluó la capacidad de las micropartículas (MP) para mantener la viabilidad de los probióticos encapsulados durante el almacenamiento y procesado de alimentos. Adicionalmente, se evaluó la resistencia de las microcápsulas frente a condiciones adversas (pH ácido, altas temperaturas y simulante gastrointestinal). Como referencia de la potencial mejora proporcionada mediante la encapsulación, se estudió paralelamente los microorganismos deshidratados mediante liofilización. Las conclusiones más relevantes fueron: 1.La microencapsulación de bacterias probióticas en proteínas de soja mejora la estabilidad de los microorganismos durante su almacenamiento en condiciones controladas de temperatura y humedad (25ºC/60% HR) frente a las bacterias liofilizadas en presencia de un crioprotector. Esta estabilidad depende, además, de los coadyuvantes tecnológicos adicionados durante el proceso de atomización, presentando mejores resultados las MP deshidratadas en presencia de OEI. 2.Las MP de soja aumentan significativamente la resistencia GI in vitro de L. plantarum CECT 220 y L.casei CECT 475 con respecto a sus respectivos liófilos, incrementando la viabilidad en cuatro y tres unidades logarítmicas, respectivamente. 3.La morfología, el tamaño y la estabilidad de las MP depende de la relación en masa entre las proteínas de soja y los iones calcio, siendo 1:35 un ratio adecuado Ca2+/SPC para conferir la estabilidad durante el almacenamiento a temperatura ambiente. 4.Las MP de proteína de soja conteniendo L. plantarum CECT 220 mejoran la viabilidad celular a 4ºC en medios ácidos con respecto a las células libres en suspensión y liofilizadas. 5.L. plantarum CECT 220 microencapsulado en proteínas de soja presenta una estabilidad térmica (80ºC, 1min) y una resistencia en SG (2h) tras el tratamiento térmico significativamente superiores respecto a su liófilo. 6.La microencapsulación de L. plantarum CECT 220 no presenta diferencias significativas de viabilidad durante el almacenamiento en las matrices alimentarias ensayadas respecto a la incorporación de las bacterias liofilizadas. Sin embargo, considerando el conjunto de todos los procesos de la cadena de producción, la microencapsulación de los probióticos incrementa la viabilidad celular en 270%, aproximadamente, con respecto a los probióticos liofilizados. Este hecho, garantiza el mantenimiento de la concentración aceptada como probiótica desde el momento de la microencapsulación hasta el de su ingesta.