Los prebióticos modifican la composición de la microflora colónica de tal manera que unas cuantas bacterias, capaces de promover beneficios a la salud del huésped, se vuelven predominantes en número. Estas bacterias son especialmente especies de los géneros Lactobacillus y Bifidobacterium. Estudios in vivo en humanos han demostrado que esta fermentación estimula selectivamente el crecimiento de estas poblaciones en el colon.
La enzima beta-galactosidasa o lactasa es responsable de la hidrólisis enzimática de la lactosa y su utilización en tecnología de productos lácteos se ha incrementado en forma muy importante en los últimos 20 años. El mecanismo de acción de la enzima consiste en transferir la porción de D-galactosa de la lactosa a un aceptor con un grupo hidroxilo; cuando el aceptor del grupo galactosilo es agua se forma la galactosa y, por lo tanto, ocurre la hidrólisis de la lactosa. Sin embargo, la transferencia puede hacerse a otros aceptores como azúcares, dando lugar a la formación de oligosacáridos a través del mecanismo denominado transglicosidación.
Durante la hidrólisis de la lactosa se han logrado identificar hasta 12 diferentes galactooligosacáridos, siendo los más abundantes: alolactosa (beta-D-galactosa (1-6) D-glucosa), galactobiosa (b-D-galactosa (1-6) D-galactosa), beta-D-galactosa (1-6) alolactosa, beta-D-galactosa (1-6) lactosa y la beta-D-galactosa (1-6) galactobiosa, entre la que destaca la alolactosa por su abundancia. La cantidad y naturaleza de los oligosacáridos formados depende del origen de la enzima, así como de algunas de las condiciones en las que se efectúa la reacción tales como: concentración inicial de lactosa, tiempo de reacción, pH, temperatura y iones inorgánicos.
En el laboratorio se encontró que la capacidad para formar oligogalactósidos (en mayor número de ellos), fue principalmente en la lactasa de Kluyveromyces lactis (enzima muy utilizada en forma comercial para la producción de leches libres de lactosa), seguida de la de Aspergillus oryzae (aplicada comercialmente para la hidrólisis de lactosa en suero). De acuerdo a lo publicado por algunos autores para la enzima de K. lactis, con una concentración inicial de lactosa de alrededor del 5% se producen hasta 22-25% de oligosacáridos del total de azúcares; mientras que en suero ácido se utiliza la enzima de A. niger, que sólo se producen entre 1-2%. Los oligosacáridos creados alcanzan un nivel máximo cuando se tiene entre 50-90% de hidrólisis, rango en el que caen la mayoría de los productos comerciales. Sin embargo, éstos eventualmente son hidrolizados y desaparecen cuando se alcanza alrededor del 95% de hidrólisis, lo que implica tiempos de reacción extremadamente largos y, necesariamente, una elevación en el costo de producción de la leche deslactosada.
Desafortunadamente no existe mucha información de cómo influyen los diferentes procesos de hidrólisis en la formación de estos compuestos, ni siquiera de cuál es el nivel de oligosacáridos que se tiene en cada uno de los productos comerciales al momento de llegar al consumidor. Se ha reportado la presencia de galactooligosacáridos en yogures comerciales en concentraciones de 0.09%, los cuales se formaron por la acción de las lactasas producidas por los cultivos lácticos utilizados durante la elaboración del producto.
Ácidos grasos de cadena corta
De acuerdo con lo estudiado se define como inulina a la “mezcla de polisacáridos y oligosacáridos con estructura GFn, donde n varía desde 2 hasta 60, e incluso en ocasiones alcanza tamaños de hasta 200, formando parte de lo que se denomina fibra dietética, por ser compuestos indigeribles, y ejerciendo de esta manera su efecto prebiótico al ser fermentada en el colon”.
La inulina y los oligofructósidos se encuentran en varios alimentos de origen vegetal, como cebolla, ajo, alcachofa (alcaucil), espárragos, plátanos (bananas), cereales, etc., en concentraciones que varían entre 1 y 11%. Algunos productos vegetales contienen concentraciones particularmente altas de inulina y, por lo tanto, se utilizan como fuentes naturales para la obtención de este polisacárido; entre ellas la alcachofa de Jerusalén y la achicoria (Chichorium intybus), con concentraciones de entre 15 y 20%.
Con relación a los agaves, existe la convicción generalizada de que las especies utilizadas en la elaboración de tequila y mezcal contienen altas concentraciones de inulina en la piña. Sin embargo, hay pocos estudios (al menos publicados) que corroboren este hecho. Los existentes utilizaron metodologías que dejan dudas sobre si la composición de azúcares en estos materiales es predominantemente inulina.
Sobre el agave pulquero y el aguamiel no existe prácticamente información con relación a su contenido de inulina. No obstante, investigaciones realizadas en el laboratorio de los autores, revelaron una concentración de 24 g de inulina por kg de piña de agave tequilero en base húmeda, con un promedio de longitud de cadena cercano a 30 monosacáridos. Desde el punto de vista de los prebióticos, resultó más interesante la presencia de oligofructanos en aguamiel de agave pulquero (Agave atrovirens), encontrándose cadenas con promedios de longitud fluctuante entre 3 y 31 en su relación fructosa/glucosa (n), dependiendo de la muestra de aguamiel.
El grado de polimerización y los monosacáridos, constituyentes en los poli y oligosacáridos, se determinaron mediante hidrólisis enzimáticas específicas con beta-fructofuranosidasas y con reacciones específicas para glucosa y fructosa.
En la leche humana se encuentra un amplio espectro de galactooligosacáridos en una concentración de alrededor del 1%. Estos oligosacáridos juegan un papel importante en la salud de los bebés, debido a que la colonización de bifidobacterias en el tracto intestinal se atribuye a su presencia. Razón por la cual desde hace muchos años se han realizado estudios para identificar y estudiar el efecto de los diferentes galactooligosacáridos, encontrándose una mezcla muy compleja de oligosacáridos que difieren en tamaño, carga, secuencia y abundancia. Sin embargo, se ha llegado a la conclusión de que están formados principalmente por seis residuos de monosacáridos: galactosa, glucosa, N-acetilglucosamina, N-acetilgalactosamina, fucosa y ácido siálico.
Durante el calentamiento de la leche, particularmente en procesos que implican tratamientos térmicos más severos, como la ultrapasteurización o pasteurización para la producción de yogur, se produce una transformación química de la lactosa (disacáridos formado por galactosa y glucosa), donde la molécula de glucosa se isomeriza para formar fructosa, produciéndose así un disacárido indigerible formado de galactosa y fructosa, conocido como lactulosa, el cual tiene efecto importante como prebiótico y es un regulador intestinal utilizado farmacológicamente para combatir el estreñimiento.
La concentración de lactulosa en leches ultrapasteurizadas fluctúa entre 5 y 75 mg/100 mL, mientras que en leches pasteurizadas está entre 4 y 15 mg/100 mL, y en leches en polvo alrededor de 17 mg/100 g.
Conclusiones
Los prebióticos, oligosacáridos indigeribles fermentables por la flora colónica con características probióticas, han generado un interés científico y comercial creciente en los últimos años. Tanto su obtención de fuentes naturales como su producción a través de tecnología enzimática no han sido exploradas aún con suficiente profundidad.•
Referencias
Por razones de espacio no se incluyen aquí las referencias bibliográficas, pero se encuentran a disposición de cualquier persona interesada que las solicite por E-mail a alimentacion@enfasis.com
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