Tecnologías para la Industria Alimentaria. Desarrollo de prebióticos y probióticos

En la industria alimentaria la innovación tecnológica favorece el desarrollo de productos de mayor calidad nutricional y organoléptica, e incluso permite extender su tiempo de vida útil. Para ser económicamente viables estos productos deben responder a las demandas de los consumidores, por lo que el desarrollo tecnológico se utiliza como medio para la satisfacción de las necesidades nutricionales de los diversos sectores de la sociedad. Al respecto en los últimos años aumentó la tendencia hacia una alimentación saludable y con ello el consumo de alimentos que no sólo satisfacen los requerimientos nutricionales diarios, si no que además presentan determinados beneficios para la salud o previenen el riesgo de padecer enfermedades. Los alimentos que poseen dichas características son conocidos en general como alimentos funcionales, aunque este término en la mayoría de los países, incluido Argentina, aún no tiene una definición legal. Dicho término tiene sus orígenes en Japón, durante la década del ochenta, donde se utilizó cómo expresión de marketing para denominar a aquellos alimentos fortificados con componentes especiales, que ofrecían ventajas fisiológicas. Años después en 1991 el Ministerio de Salud de ese país desarrolló una serie de normas para una categoría de alimentos relacionados con la salud, a los cuales denominó FOSHU (Food for Specified Health Uses). Las normas se dirigían a una serie de Health Claims (alegaciones saludables) que podían utilizarse para este conjunto. La atención e inquietud por los alimentos funcionales en Japón se expandió rápidamente hacia Europa y Estados Unidos. En estos lugares se tuvo en cuenta que los alimentos funcionales no sólo podrían disminuir los costos de salud publica, sino que también eran una excelente oportunidad para el crecimiento y desarrollo de la industria alimentaria.

Para comprender cuáles son las características presentes en aquellos alimentos que llevaron a la popularidad el término de “alimento funcional”, se puede mencionar la definición surgida durante la década del noventa del proyecto Functional Food Science in Europe (FuFoSE o Ciencia de los Alimentos Funcionales en Europa) elaborado por ILSI Europa (International Life Science Institute): “Un alimento puede considerarse funcional si se demuestra satisfactoriamente que ejerce un efecto beneficioso sobre una o más funciones selectivas del organismo, además de sus efectos nutritivos intrínsecos, de modo tal que resulte apropiado para mejorar el estado de salud y bienestar, reducir el riesgo de enfermedad o ambas cosas.” Asimismo estableció que deben seguir siendo alimentos y que sus efectos deben mostrarse en las cantidades normalmente consumidas en la dieta.

Como se mencionó en nuestro país aún no se incorporó al Código Alimentario Argentino (CAA) la definición del término “alimento funcional”, pero sí se cuenta con la denominación de alimentos adicionados con probióticos o prebióticos y por lo tanto se aceptó su uso como ingredientes alimenticios. Esto último indica que pueden utilizarse sin inconvenientes en el diseño, elaboración y comercialización de nuevos productos. Tales definiciones se hallan en los artículos 1389 y 1390 del capítulo XVII Alimentos de Régimen o Dietéticos del CAA.

En Argentina actualmente se presentan en el mercado una amplia variedad de alimentos prebióticos y probióticos los cuales se comercializan bajo distintas marcas comerciales, principalmente lácteos, panificados, alimentos infantiles y bebidas. A pesar de ello es necesario continuar investigando e innovando en el sector, ya que existen muchos compuestos que potencialmente podrían usarse en el desarrollo de nuevos productos, los cuales ampliarían la oferta de este tipo de alimentos en el mercado nacional.

APLICACIONES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

Las definiciones que dan el marco legal en nuestro país para la elaboración y comercialización de alimentos prebióticos y probióticos enuncian lo siguiente:

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Si bien la incorporación de tales definiciones al CAA es relativamente reciente, desde mucho tiempo antes se comercializan una amplia gama de alimentos a los que se adjudican propiedades beneficiosas para la salud. Esto fue consecuencia de la gran cantidad de investigaciones sobre el tema que se llevaron a cabo a partir de finales del siglo XX con resultados favorables, que lograron demostrar y validar científicamente los efectos benéficos para la salud de las cepas probióticas y compuestos prebióticos estudiados. Estos estudios y ensayos de laboratorio derivaron finalmente en la formulación y elaboración de nuevos productos alimenticios adicionados con aquellos compuestos que habían sido materia de investigación.

En la actualidad dado el incremento significativo de la demanda de productos saludables por un amplio sector de la sociedad, el mercado de alimentos probióticos y prebióticos se encuentra en continua expansión.

Un ejemplo de tal crecimiento lo da el sector de derivados lácteos adicionados con probióticos, como estos productos son los más adecuados para utilizar cómo matriz de microorganismos probióticos, la oferta de leches fermentadas, yogures, quesos, etc. con efectos beneficiosos para la salud aumenta día a día. Cabe mencionar que en investigaciones recientes se encontró que los quesos presentan numerosas ventajas para ser utilizados como vehículos de probióticos sobre los demás productos lácteos, ya que poseen pH y capacidad buffer mayor, consistencia más sólida (menor oxígeno ocluido) y mayor contenido de grasa. Todas estas características otorgan mayor protección a los probióticos durante el tiempo de almacenamiento de producto terminado y durante su paso por el tracto gastrointestinal, lo cual asegura mayor efectividad del producto respecto a sus efectos benéficos para la salud.

Cabe aclarar que los efectos benéficos que puede otorgar un alimento probiótico son específicos de cada cepa bacteriana, por lo tanto es fundamental la selección y/o aislamiento de la cepa al momento de desarrollar o elaborar un alimento de este tipo.

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Por otro lado los productos prebióticos se presentan en mayor medida en el sector de panificados, principalmente panes y galletitas, aunque también se destacan los lácteos. Los compuestos utilizados como prebióticos son principalmente tipos particulares de fibra alimentaria, ya que se trata de moléculas de gran tamaño que al no poder ser digeridas por las enzimas del tracto gastrointestinal alto, son degradadas en el intestino grueso por la microflora bacteriana, principalmente por las Bifidobacterias y Lactobacilos. Como resultado se genera una biomasa bacteriana saludable y un pH óptimo.

Entre los distintos hidratos de carbono no digeribles que son adicionados como fibra alimentaria, los fructanos (oligo o polisacáridos de origen vegetal que presentan uniones fructosil – fructosa) son los más estudiados y reconocidos como prebióticos, dentro de este grupo se utilizan principalmente los siguientes:

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El mercado nacional de alimentos prebióticos al igual que los probióticos, se caracteriza por presentar una amplia variedad de productos, entre los que se destacan las leches, yogures y quesos adicionados con fibras, y los panes integrales con alto contenido de fibras. Estos últimos generalmente poseen un contenido de Fibra Alimentaria Total mayor a los 3,0 g por porción.

DESARROLLO Y ELABORACIÓN DE ALIMENTOS PROBIÓTICOS Y PREBIÓTICOS

El desarrollo de productos alimenticios adicionados con probióticos o prebióticos presenta costos elevados de inversión y requiere de complejos conocimientos. Por esto la mayor parte de los productos ofrecidos en el mercado actual son elaborados por grandes empresas, las cuales tienen una posición de liderazgo en el mercado y se desatacan por tener el aval científico de todos sus productos, por realizar trabajos clínicos con consumidores y por poseer un staff de médicos y nutricionistas diferenciado del equipo de I+D.

A pesar de la posición dominante de estas empresas, el desarrollo de alimentos prebióticos y probióticos por parte de empresas medianas o pequeñas es viable si se trabaja en conjunto con organismos de investigación públicos (Universidades Nacionales, CONICET, CIDCA, etc.) que puedan realizar los trabajos necesarios para dar el aval científico al producto en desarrollo. La acción conjunta de la empresa y dichos organismos de investigación es fundamental para lograr resultados exitosos. El tiempo estimado que es necesario para completar el desarrollo de un producto de este tipo es de dos años, durante el cual cada una de las partes lleva adelante diferentes actividades.

A continuación se presenta un ejemplo de las acciones que deberían realizar la empresa y el organismo de investigación para completar cada una de las etapas de desarrollo de un producto lácteo fermentado adicionado con probióticos:

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Como se mencionó antes la primera etapa en el desarrollo de un producto probiótico, es fundamental ya que de esto dependerá el/los efectos benéficos que otorgará el alimento una vez que finalice su desarrollo y sea elaborado industrialmente. Al respecto existen una serie de requisitos que se deben verificar para que la cepa aislada pueda utilizarse en la formulación de alimentos, los cuales aseguran tanto la efectividad respecto a su uso como probiótico como la ausencia de riesgos para la salud del consumidor:

No deben ser patógenos, ni presentar toxicidad.
Deben permanecer activos durante su tránsito por el intestino delgado y colon.
Deben presentar buena adherencia al epitelio intestinal.
Deben mantener su actividad y viabilidad durante el proceso de elaboración y almacenamiento, y estar presentes en alto número (10⁷ a 10¹⁰ UFC) al momento de ser ingeridos.
Deben sobrevivir en su paso a través del tracto gastrointestinal y alcanzar el sitio de acción en alto número (10⁸ UFU / g de fluido intestinal) para producir su efecto.

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Asimismo se enuncian una serie de requerimientos generales para considerar como prebiótico a un ingrediente alimenticio determinado:

No debe ser hidrolizado ni absorbido en la parte alta del tracto digestivo.
Debe ser fermentado selectivamente por una o un número limitado de bacterias en el colon.
Debe alterar la microflora colónica tornándola saludable.

Tecnologías y trabajos de investigación

Actualmente muchos de los organismos de investigación nacionales se plantean como desafío la investigación en temas cómo: selección de cepas probióticas o de compuestos prebióticos para el desarrollo de productos alimenticios, obtención de procesos tecnológicos que faciliten la introducción de probióticos y prebióticos en diferentes matrices alimenticias, desarrollo de tecnologías de producción de cultivos probióticos y de prebióticos comerciales, ensayos que den el aval científico a los efectos benéficos adjudicados a los diversos productos, entre otras. Esto concuerda con las demandas del sector industrial respecto a nuevos procesos o tecnologías desarrolladas en el país, que permitan facilitar o disminuir los costos en la elaboración de alimentos prebióticos y probióticos.

Al respecto se pueden mencionar dos trabajos de investigación realizados por investigadores pertenecientes al Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET):

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