Evaluation of the probiotic properties of lactic acid bacteria isolated from fermented plant-based beverages

En los rincones tranquilos de la ciencia de los alimentos, los investigadores a menudo miran al pasado para encontrar el futuro. Durante siglos, las personas han confiado en la fermentación para preservar los alimentos y crear nuevos sabores, un proceso impulsado por diminutos e invisibles trabajadores conocidos como bacterias ácido lácticas. Estos microorganismos son el motor del yogur, el chucrut y la masa madre, transformando ingredientes simples en productos complejos y estables. Más allá de simplemente hacer que la comida sepa bien, algunas de estas bacterias son consideradas "probióticos", lo que significa que pueden sobrevivir al viaje a través del sistema digestivo humano y ofrecer beneficios para la salud al ayudar a equilibrar la comunidad natural de microbios del intestino. Si bien los científicos han estudiado estas bacterias durante mucho tiempo en productos lácteos como la leche y el queso, existe una creciente curiosidad sobre si pueden encontrarse prosperando en bebidas de origen vegetal. Estos fermentos vegetales, hechos de verduras, granos y frutas, podrían albergar cepas únicas de bacterias que están naturalmente adaptadas a entornos hostiles, ofreciendo potencialmente nuevas herramientas para la creación de alimentos más saludables y funcionales.

Un equipo de investigadores en Ucrania se propuso explorar este potencial dirigiendo su atención hacia tres bebidas fermentadas tradicionales: kvass de remolacha, kvass de avena y un complejo kvass "monástico" hecho de centeno, malta y frutas. Su objetivo no era solo encontrar bacterias, sino ver si las cepas específicas que viven en estas bebidas podían sobrevivir a las duras condiciones del cuerpo humano y combatir gérmenes dañinos. Comenzaron recolectando muestras de estas bebidas y cultivando las bacterias en un entorno de laboratorio. De la bebida de remolacha aislaron trece colonias bacterianas distintas; el kvass de avena produjo quince; y el kvass monástico proporcionó ocho. En total, recolectaron treinta y seis aislados bacterianos únicos para estudiar. Bajo un microscopio, estas bacterias aparecían como células cortas y con forma de bastón, algunas de pie solas y otras unidas en cadenas cortas, una forma típica de la familia del ácido láctico.

Para entender quiénes eran estas bacterias, los investigadores probaron cómo se comportaban bajo diferentes condiciones. Comprobaron si las bacterias podían crecer en agua salada, a altas temperaturas o en entornos ácidos. También observaron si las bacterias podían convertir azúcares en gas o descomponer proteínas específicas. Utilizando estas pistas de comportamiento, identificaron las cepas. Las bacterias de la bebida de remolacha, a las que llamaron cepa BK, pertenecían a un grupo conocido como Lactiplantibacillus plantarum. Las bacterias de los kvass de avena y monástico, cepas OK y MK, fueron identificadas como Limosilactobacillus fermentum. Esta distinción era importante porque diferentes tipos de bacterias tienen diferentes fortalezas. Por ejemplo, la cepa derivada de la remolacha era incapaz de crecer a temperaturas muy altas y no producía gas a partir de azúcar, mientras que las cepas de las bebidas a base de granos podían hacer ambas cosas.

El siguiente paso fue ver si estas bacterias podían sobrevivir al viaje a través del estómago e los intestinos humanos, que es la primera prueba para cualquier probiótico potencial. Los investigadores simularon el entorno hostil del estómago exponiendo las bacterias a un líquido altamente ácido con un pH de 2.0, similar al jugo gástrico fuerte. Encontraron que todas las bacterias tuvieron dificultades, pero la cepa de la remolacha fue la superviviente más resistente. Después de tres horas en este baño ácido, todavía mantenía una población saludable de células vivas, mientras que las cepas de la avena y el monástico vieron sus números disminuir significativamente. Los investigadores también probaron su capacidad para sobrevivir en presencia de sales biliares, un fluido digestivo que descompone las grasas y puede ser tóxico para muchas bacterias. Nuevamente, la cepa derivada de la remolacha mostró la mayor resiliencia, aunque los tres tipos lograron mantenerse vivos. También probaron cómo las bacterias manejaban el etanol, el alcohol que se encuentra en las bebidas fermentadas. Aunque las altas concentraciones de alcohol ralentizaron el crecimiento de todas las bacterias, la cepa de la remolacha resistió mejor que las otras, sugiriendo que está bien adaptada al entorno de las bebidas fermentadas.

Más allá de la supervivencia, los investigadores querían saber si estas bacterias podían proteger activamente al cuerpo luchando contra invasores dañinos. Colocaron las bacterias beneficiosas junto a varios patógenos conocidos, incluyendo Staphylococcus aureus, una causa común de infecciones de la piel y heridas, y Pseudomonas aeruginosa, una bacteria que se encuentra a menudo en entornos hospitalarios. Los resultados mostraron que las bacterias eran, de hecho, capaces de defensa. La cepa de la remolacha fue particularmente efectiva, creando una zona clara alrededor de sí misma donde el Staphylococcus dañino no podía crecer, con un diámetro de poco más de diez milímetros. Las otras cepas también mostraron cierta capacidad para inhibir bacterias dañinas, aunque sus efectos fueron menos pronunciados. Curiosamente, ninguna de las bacterias mostró ninguna capacidad para descomponer proteínas o almidones, ni poseían la capacidad de descomponer sales biliares, un rasgo que a veces se utiliza para reducir el colesterol. Esta falta de ciertas actividades enzimáticas sugiere que están especializadas para otros roles.

Finalmente, el equipo comprobó la seguridad de estas bacterias probando su reacción a antibióticos comunes. Un probiótico seguro no debería portar resistencia a los antibióticos que los médicos usan para tratar infecciones graves, ya que esto podría transferir esa resistencia a bacterias dañinas en el intestino. El estudio encontró que las bacterias eran naturalmente resistentes a algunos tipos específicos de antibióticos, como la penicilina y la vancomicina, lo cual es una característica normal para esta familia de bacterias debido a su estructura celular. Sin embargo, permanecieron sensibles a la mayoría de los otros antibióticos, incluidos los utilizados para tratar una amplia gama de infecciones. Este perfil sugiere que son seguras para su uso en alimentos. Los investigadores también observaron cómo se comportaban las bacterias cuando se dejaban reposar en un líquido; se agrupaban, un proceso llamado autoagregación. Esta capacidad de pegarse a sí mismas es a menudo una señal de que también pueden pegarse a las paredes del intestino humano, un paso clave para establecer una presencia saludable en el intestino. La cepa del kvass monástico mostró la mayor tendencia a agruparse.

El estudio concluye que estas bebidas tradicionales de origen vegetal son una fuente rica de bacterias beneficiosas y resistentes. Si bien la cepa de la remolacha surgió como la superviviente más robusta contra el ácido y el alcohol, todas las cepas mostraron potencial para su uso futuro en alimentos funcionales. Pueden sobrevivir en el tracto digestivo, luchar contra gérmenes dañinos y pegarse eficazmente entre sí. Los investigadores sugieren que estas bacterias que ocurren naturalmente, adaptadas a lo largo del tiempo a sus entornos vegetales específicos, podrían ser herramientas valiosas para el desarrollo de nuevos alimentos que apoyen la salud humana, cerrando la brecha entre las antiguas tradiciones de fermentación y la ciencia nutricional moderna.