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Resumen del trabajo presentado al VIII Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (CICYTAC), celebrado en Córdoba (Argentina) del 4 al 6 de octubre de 2022., Los oligosacáridos prebióticos se caracterizan por ser resistentes a la digestión y las condiciones ácidas del tracto gastrointestinal, para llegar al colon sin alteraciones en su estructura, donde serán utilizados selectivamente por los microorganismos de la microbiota. Las enzimas de la membrana del borde del cepillo del intestino delgado de mamíferos juegan un papel importante en la digestión de los oligosacáridos. Varios estudios in vitro e in vivo han demostrado la capacidad de estas enzimas para degradar ciertos carbohidratos "no digeribles" en diferente grado en función a su estructura. El objetivo de este estudio fue evaluar la digestibilidad de oligosacáridos derivados de lactulosa (OsLu) usando extracto de intestino delgado de cerdo (BBMV) y rata (RSIE) liofilizados que contienen las enzimas de la membrana del borde del cepillo. Los oligosacáridos se sintetizaron a partir de lactulosa (Lu) (300 g L-1), utilizando un extracto libre de células que contiene β-galactosidasa de Acidipropionibacterium acidipropionici LET120 (1.3 U mg-1). El producto de síntesis, se semi-purificó con carbón activo resultando en una mezcla de monosacáridos (4.6% de fructosa y 1.8% de galactosa); 39.9% lactulosa; DI-OsLu (1.7% alolactulosa, 1.6% 6-galactobiosa y 7.9 % de otros disacáridos), TRI-OsLu (25.1% 6´galactosil lactulosa [β-Gal-(1→6)-β-Gal-(1→ 4)-Fru], 17.4% de otros trisacáridos), y 53.6% de OsLu totales. Para evaluar la degradación de OsLu por las enzimas intestinales, se incubaron 10 mg mL-1 de liofilizado de intestino delgado de cerdo o rata rehidratado en PBS pH 7 con 0.2 mg mL-1 de LET120-OsLu y se incubó a 37 ºC y 750 rpm. Se tomaron muestras a las 0, 1, 2, 3.5 y 5 h, se inactivaron las enzimas por calentamiento y se analizaron por cromatografía gaseosa (GC-FID). Al finalizar la reacción, el remanente de LET-120 OsLu fue del 79.3% para los digeridos con BBMV y del 86.8% luego de la digestión con RSEI. Los disacáridos de las mezclas, galactosil-fructosas y galactosil-galactosas fueron poco propensos a la hidrolisis e incluso se detectó síntesis de estos compuestos. El grado y la tasa de hidrólisis a las 3.5 h de digestión fueron 0.0 en ambos disacáridos. Con respecto a los trisacáridos, β(1→6)-galactosil-lactulosa fue más sensible a la digestión con RSEI (77.8%) comparado con BBMV(62.5%). Los oligosacáridos producidos por A. acidipropionici LET120 a partir de Lu podrían exhibir un buen potencial prebiótico, debido a su elevada resistencia a las enzimas digestivas del intestino delgado. Los resultados del presente estudio revelaron que la digestión intestinal in vitro con BBMV y RSEI degradó parcialmente los OsLu sintetizados por propionibacterias. Esta información resulta relevante para conocer la concentración de prebióticos que accederá al colon y ejercerá sus efectos en la salud del consumidor.

Resumen del póster presentado a las XIX Jornadas Argentinas de Microbiología, celebradas de forma virtual del 6 al 7 octubre de 2021., El reconocimiento de la relación existente entre la dieta y la salud ha llevado a una creciente demanda de los consumidores de alimentos funcionales y a la industria alimentaria a buscar nuevas alternativas para satisfacerla. Las legumbres son una importante fuente de nutrientes y cultivos en crecimiento en el país, que representan una opción atractiva para el desarrollo de alimentos novedosos para poblaciones con acceso limitado a la proteína animal o patologías particulares como la celiaquía. Sin embargo, sus potenciales beneficios se contrarrestan con la presencia de factores antinutricionales que deben ser removidos mediante procesamiento. La fermentación es una estrategia valiosa que permite aumentar el valor nutrifuncional y organoléptico de diferentes matrices alimentarias. En estudios previos hemos seleccionado bacterias lácticas (BAL) aisladas de legumbres para la fermentación controlada de sus harinas a fin de incorporar las mismas al desarrollo de nuevos alimentos funcionales. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del consumo de crackers elaboradas con harina de poroto alubia fermentada por BAL en marcadores de estrés oxidativo y microbiota colónica en un modelo animal. Para ello, la harina de poroto fue fermentada en sustrato semisólido durante 24 h a 37°C con un co-cultivo de dos cepas de BAL seleccionadas por su potencial tecnofuncional: Lactiplantibacillus plantarum CRL 2211 y Weisella paramesenteroides CRL 2182. La masa fermentada fue incorporada a la formulación de galletas tipo crackers y éstas empleadas para alimentar a ratones C57/6BL durante un periodo de 12 semanas. Para inducir estrés oxidativo, los animales fueron inyectados diariamente con una dosis subcutánea de 150 mg/kg de D-galactosa. Como controles se usaron animales inoculados con solución salina y crackers elaborados con harina sin fermentar. Al finalizar el periodo de alimentación los animales fueron sacrificados y se evaluó daño oxidativo a lípidos y proteínas de riñones, hígado y cerebro y cambios en grupos relevantes de la microbiota colónica. La lipoperoxidación se determinó cuantificando los niveles de malondialdehido (MDA) por el test del ácido tiobarbiturico (TBARS). El daño oxidativo a proteínas fue medido cuantificando los grupos carbonilo (CP) por espectrofotometría en base su reacción con 2, 4-dinitrophenylhydrazina (DNPH). Los cambios en la microbiota fueron determinados por reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR). Como efectos generales, la administración prolongada de galactosa incrementó significativamente los niveles de MDA y CP en los órganos y disminuyó las poblaciones de lactobacilos, bifidobacterias y bacteroides en el colon. La alimentación con crackers a base de harina de poroto sin fermentar y fermentada no produjo alteraciones estructurales en los órganos y fue eficiente para prevenir la lipoperoxidación y el incremento de CP en hígado y cerebro, en mayor medida cuando las galletas fueron formuladas con harina fermentada. El efecto observado podría deberse a la mayor concentración de compuestos fenólicos y actividad antioxidante observada en los extractos de las galletas fermentadas. De igual manera estas galletas fueron capaces de evitar la disminución de los grupos microbianos relevantes para la salud colónica como lactobacilos y bifidobacterias. Los resultados obtenidos demuestran los potenciales beneficios de la fermentación de harinas de legumbres para ser incorporadas al desarrollo de nuevos alimentos funcionales útiles para proteger contra alteraciones propias de la senescencia.

Resumen del trabajo presentado al V Congreso Latinoamericano de Microbiología de Medicamentos y Cosméticos (CLAMME), celebrado en Buenos Aires (Argentina) del 25 al 27 de septiembre de 2019., Los galactooligosacáridos (GOS) son compuestos prebióticos que tienen un efecto positivo en la salud de los consumidores ya que estimulan el crecimiento y la actividad de microorganismos beneficiosos en el colon. Se producen mediante una reacción de transglicosilación llevada a cabo por la enzima β-galactosidasa (β-gal) a partir de lactosa u otro sustrato con galactosa en posición terminal. Los lactobacilos presentan ésta actividad enzimática lo que ha permitido su aplicación en el desarrollo de alimentos lácteos fermentados y probióticos para intolerantes a la lactosa. Sin embargo, su actividad transglicosidasa ha sido poco estudiada. El objetivo de este trabajo fue sintetizar y caracterizar GOS producidos por la enzima β-gal de lactobacilos y evaluar su potencial efecto prebiótico sobre dos cepas probióticas. Para ello, se realizó inicialmente un ensayo de actividad hidrolítica de los extractos libres de células (ELC) de 20 cepas de lactobacilos pertenecientes a la colección de CERELACERELA]-CONICET, midiendo la cinética de hidrolisis del sustrato O-nitrofenil-β-galactpiranósido (ONPG) a  420 nm. La cinética de reacción, nos permitió seleccionar a {L. bulgaricus} CRL 450 (2,6 ± 0.3 U mL ˄-1) como la cepa con mayor actividad específica. Los CRL450-GOS se sintetizaron incubando (1:1), el ELC de {L. bulgaricus} CRL 450 con lactosa (600 g L˄-1) durante 5 h a 45 ºC. Mediante GC-FID se determinó que la mezcla de reacción obtenida contenía un 43,3% de GOS, incluyendo di-, tri- y tetrasacáridos. La purificación de los GOS se realizó a partir de un tratamiento de adsorción-desorción con carbón activado y etanol y posterior fermentación con {Saccharomyces cerevisiae} (≅ 10˄9 CFU mL−1) a 37 ºC durante 24 h para eliminar mono- y disacáridos. El análisis por HPLC confirmó la eliminación del 100% y 95% de mono- y disacáridos presentes. Para ensayar el efecto prebiótico, los GOS purificados se utilizaron como fuente de carbono para el crecimiento de dos reconocidas cepas probióticas; {Lactobacillus casei} CRL 431 y {Bifidobacterium animalis} subsp. {lactis} BB-12 y se evaluaron parámetros de crecimiento como biomasa final (absorbancia a 600 nm y recuento en medios selectivos), determinación de pH y concentración de ácidos orgánicos por HPLC a las 24 horas de fermentación. Aunque el crecimiento, comparado con el prebiótico comercial Vivinal GOS fue menor, los probióticos fueron capaces de usar los nuevos CRL450-oligosacáridos como fuente de carbono y energía, lo que se comprobó por el aumento en la densidad óptica de los cultivos e incremento en el recuento microbiano (desde ≅ 10˄4 UFC mL˄-1 hasta 8.4 10˄8 UFC mL˄-1 para {L. casei} CRL 431 y 7 10˄7 UFC mL˄-1 para {B. animalis} BB-12), disminución del pH del medio (aprox 1.5 unidades) y producción de ácidos láctico y acético. Podemos concluir que los oligosacáridos sintetizados por {L. bulgaricus} CRL 450 podrían tener capacidad prebiótica, ya que estimulan el crecimiento de microorganismos beneficiosos.

Resumen del trabajo presentado al XVII Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de los Alimentos y al XXI Congreso Latinoamericano y del Caribe de Ciencia y Tecnología de Alimentos (CyTAL-ALACCTA), celebrados en Buenos Aires del 20 al 22 de noviembre de 2019., La microbiota intestinal cumple un papel fundamental en la salud humana. Los prebióticos, son compuestos no digeribles que ejercen un efecto beneficioso en la salud mediante la estimulación selectiva del crecimiento y actividad metabólica de ciertos componentes de la microbiota colónica como lactobacilos y bifidobacterias. En años recientes, la demanda de los consumidores de alimentos saludables ha incrementado el interés por desarrollar nuevos ingredientes funcionales como los probióticos y prebióticos. El objetivo de este trabajo fue evaluar in vitro el potencial prebiótico de dos mezclas de oligosacáridos sintetizadas por la enzima beta-galactosidasa de Lactobacillus bulgaricus CRL 450 a partir de lactosa (CRL450-GOS) y lactulosa (CRL450-OsLu); y compararlos con los prebióticos Vivinal-GOS y Aspergillus oryzae-OsLu. A tal fin, ratones adultos C57BL/6 alimentados con una dieta convencional, fueron sacrificados y su contenido colónico fue suspendido al 10 % (p/v) en solución salina (NaCl 0,9%). El homogenato obtenido fue fraccionado y suplementado con CRL450-GOS, CRL450-OsLu, Vivinal-GOS y A. oryzae-OsLu a una concentración final de 0,5% y las mezclas resultantes fueron incubadas 24 h a 37ºC en anaerobiosis. Los cambios en las poblaciones de lactobacilos y bifidobacterias fueron determinados por recuento en placa empleando medios de cultivo selectivos y por hibridación fluorescente in situ (FISH); mientras que la actividad metabólica de la microbiota se evaluó cuantificando la producción de ácidos orgánicos por cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Para el recuento en placa de lactobacilos y bifidobacterias, diluciones decimales de los homogenatos fueron sembradas en Rogosa Agar y TOS-propionato-agar suplementado con 0,2% LiCl, respectivamente. Para la enumeración por FISH las muestras extendidas en portaobjetos fueron hibridadas en oscuridad con sondas oligonucleotídicas dirigidas al ARNr 16S marcadas en el extremo 5' con 6-carboxifluoresceína (6-FAM): Lab158 (5’-3’: GGTATTAGCA(T/C)CTGTTTCCA) y Bif164 (5’-3’: CATCCGGCATTACCACCC) específicas para Lactobacillus/Enterococcus spp. y Bifidobacterium respectivamente, o con una solución de 4', 6-diamidino-2-fenilindol (DAPI) para el recuento de células totales. Las bacterias fluorescentes se observaron a 100X con filtros apropiados contando 10 campos con 10-100 células en cada portaobjetos, expresando las poblaciones de interés como número de bacterias/gramo de contenido cecal. Todos los oligosacáridos ensayados produjeron un incremento de la población bacteriana total con respecto al homogenato control sin carbohidratos. La población de lactobacilos mostró mayor incremento con Vivinal-GOS y OsLu, mientras que los oligosacáridos producidos por L. bulgaricus CRL 450 favorecieron el crecimiento de las bifidobacterias en mayor medida que los oligosacáridos comerciales. En cuanto a la actividad metabólica, la concentración total de ácidos orgánicos aumentó con todos los sustratos, observándose diferencias en el perfil de ácidos producidos. La fermentación de CRL450-GOS y CRL450-OsLu produjo mayor incremento de ácido propiónico (1.2; 1.1 g L^-1, respectivamente) que Vivinal-GOS A. oryzae-OsLu (0,73 y 0,72 g L^-1, respectivamente), mientras que éstos elevaron la producción de ácido láctico (1,08 g L^-1 Vivinal-GOS y 0,99 g L ^-1 A. oryzae-OsLu vs 0,1 g L^-1 para oligosacáridos de L. bulgaricus CRL 450). Los resultados obtenidos sugieren que los nuevos oligosacáridos sintetizados por BAL podrían actuar favorablemente en la composición y actividad metabólica de la microbiota intestinal.

Resumen del trabajo presentado a las III Jornadas Científicas CIAL Fórum, celebradas del 22 al 23 de noviembre de 2018 en el Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL)., Los galactooligosacáridos (GOS) son ingredientes prebióticos, no digeribles que ejercen efectos beneficiosos en la salud de quienes lo consumen. Una de las principales funciones fisiológicas es incrementar selectivamente el crecimiento en el colon de bifidobacterias y lactobacilos, productores de ácidos grasos de cadena corta, que favorecen la resistencia a patógenos, aumenta la absorción de minerales y pueden ejercer un efecto inmunomodulador. En trabajos previos nuestro grupo, utilizando la enzima β-galactosidasa de Propionibacterim acidipropionici LET 120, sintetizó oligosacáridos derivados de lactosa (LET 120-GOS) y lactulosa (LET 120-OsLu) y posteriormente se purificaron, separando mono y disacáridos. Continuando con el estudio de estos compuestos, el objetivo de este trabajo fue evaluar el potencial efecto prebiótico de estos oligosacáridos, comparándolo con Vivinal-GOS, OsLu sintetizados con β-galactosidasa de Aspergillus oryzae (A. oryzae-OsLu) y glucosa, usados como fuente de carbono, en el crecimiento de P. acidipropionici LET 120 y de dos cepas probióticas: Bifidobacterium animalis BB-12 y Lactobacillus casei CRL431. Para ello se estableció el coeficiente (PAS), que describe a qué nivel un prebiótico estimula el crecimiento selectivo de lactobacilos y bifidobacterias, basándose en el cambio en la biomasa de las cepas ensayadas después de 24 h de crecimiento en relación a una cepa entérica (E.coli C3) en iguales condiciones. Con estas determinaciones, se pudo observar que la cepa productora y las dos cepas probióticas fueron capaces de crecer utilizando LET 120-GOS y LET 120-OsLu como fuente de carbono y energía, aunque dicho crecimiento fue ligeramente menor comparado con el desarrollado sobre Vivinal-GOS y A. oryzae-OsLu (p > 0,05). Todos los GOS ensayados mostraron PAS positivos para los probióticos y P. acidipropionici LET 120, aunque los oligosacáridos sintetizados por la propionibacteria tuvieron valores de PAS menores que los otros prebióticos. Cabe destacar que estos últimos contienen mono y disacáridos, mientras que los GOS sintetizados en este trabajo se encuentran parcialmente purificados. El PAS más alto con los nuevos oligosacáridos se observó para la propionibacteria productora y fue de 1.05 para GOS y 1.20 para OsLu. Los oligosacáridos sintetizados por P. acidipropionici LET120 mostraron tener un potencial efecto prebiótico estimulando el crecimiento de microorganismos probióticos como bifidobacterias y lactobacilos., Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, Argentina (PICT 2014-3583 from ANPCyT). Programa EMHE-CSIC 2017 MHE-200047 (CSIC) España.