Los alimentos fermentados elaborados a partir de materias primas animales o vegetales han formado parte de la alimentación humana durante milenios. La fermentación contribuye a la obtención de alimentos más seguros y duraderos y, además, la actividad de los microorganismos favorece la biodisponibilidad de nutrientes (por ejemplo, aminoácidos procedentes de la degradación de proteínas u oligosacáridos liberados de carbohidratos complejos), así como la producción de nutrientes esenciales (por ejemplo, vitaminas). Por otro lado, estos alimentos fermentados constituyen una fuente de microorganismos con un potencial beneficioso para la salud, los que son conocidos como probióticos.
En este contexto, el Proyecto Estratégico ProInfant-Cyted, financiado por el ‘Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo’ (Cyted), está enfocado en el aislamiento y caracterización de bacterias lácticas procedentes de alimentos vegetales fermentados tradicionales de Iberoamérica. El proyecto está integrado por 73 investigadores, organizados en nueve grupos de siete países iberoamericanos (Argentina, Colombia, España, Guatemala, México, Nicaragua y Perú) junto con dos grupos asociados italianos (Figura 1). En el desarrollo del proyecto (2017-2020), el interés fundamental de la investigación consiste en la selección de cepas de bacterias lácticas con características probióticas, principalmente, y también tecnológicas que puedan contribuir a mejorar las propiedades funcionales y nutricionales de los alimentos, dando lugar a productos seguros y con posibilidad de mejorar la salud humana. La colaboración entre investigadores de los diferentes países también permite promover o consolidar nuevas líneas de investigación en las Instituciones participantes, mediante el intercambio y formación de personal técnico e investigador, para contribuir a que cada grupo de investigación pueda desarrollar alimentos seguros y de alto valor nutricional, utilizando bacterias y vegetales propios de cada región.
Los productos fermentados específicos de los países iberoamericanos han sido preparados y consumidos, siguiendo usos tradicionales, de forma sostenible por poblaciones indígenas y autóctonas; con ello, se ha conseguido preservar una microbiota, o comunidad de microorganismos, única adaptada a cada uno de los sustratos vegetales. Siguiendo el Protocolo Nagoya, que implementa el Convenio sobre Diversidad Biológica y persigue la “participación justa y equitativa de los beneficios derivados de la utilización de recursos genéticos” o, alternativamente, la normativa vigente en cada país.
En el marco del proyecto ProInfant-Cyted hemos aislado colecciones de bacterias lácticas autóctonas que están depositadas en cada país de origen y que constituirán un material biológico muy valioso para futuras investigaciones y posibles aplicaciones. Finalmente, vamos a evaluar la eficacia probiótica de una cepa de Lactobacillus plantarum, seleccionada por su capacidad para sintetizar riboflavina y antagonizar (in vitro) la actividad de enteropatógenos, para reducir la frecuencia y/o duración de diarreas en una población de niños indígenas malnutridos de Guatemala.
Alimentos vegetales estudiados en el Proyecto ProInfant
En este proyecto hemos explorado la diversidad biológica de ocho alimentos fermentados tradicionales de Colombia, México, Nicaragua y Perú para generar las colecciones de bacterias lácticas que están en proceso de caracterización. A continuación, se describen las características generales de elaboración de algunos de estos alimentos (Figura 2).
Masato
Se prepara a partir de yuca (Manihot esculenta), también conocida como mandioca o casava, entre otras acepciones, planta originaria del centro de América del Sur y que se ha cultivado desde la antigüedad en la mayoría de las áreas tropicales y subtropicales de América. El masato se elabora tradicionalmente mediante macerado de yuca cocida (para inactivar glicósidos cianógenos) y que se mastica para iniciar la digestión de los almidones. A continuación, la masa se deja fermentar mezclada con agua durante alrededor de una semana. El masato también se prepara a partir de maíz o arroz.
Almidón agrio
Es un producto tradicional colombiano que también se prepara a partir de yuca. En este caso, se extrae el almidón de las raíces de yuca mediante lavado y el filtrado se somete a un proceso de fermentación natural durante 20 a 30 días, hasta alcanzar pH entre 3,5 y 4. La fermentación permite inactivar compuestos cianógenos y fitatos. El producto en forma de harina se consume una vez desecado al sol y resulta un alimento básico en muchas comunidades rurales para la elaboración de diversos alimentos.
Champú
Es una masa de maíz fermentada elaborada a partir de los granos de maíz que se fermentan de manera espontánea al ser cubiertos con agua y almacenarse en un lugar caliente (entre 35 °C y 40 °C) durante de tres a cinco días. Después de la fermentación, los granos se lavan con agua, se escurren y se muelen, para formar una masa que se deja desecar durante otros de tres a cinco días. La fermentación tiene lugar principalmente por bacterias lácticas y levaduras.
Chicha
Es una bebida alcohólica tradicional de origen prehispánico de Colombia y Perú, entre otros países de Sudamérica. Se produce sobre todo a partir de maíz, pero también con otras semillas, cereales, legumbres, raíces, hierbas aromáticas o frutas, teniendo a lo largo de la historia un papel social y ritual. Los granos de las semillas se machacan en mortero y se humedecen con agua formando bolas que se dejan fermentar de forma natural. Las bolas se cuecen en agua, se filtran y el líquido se deja fermentar entre dos a seis días. El contenido en alcohol (entre 2% y 12%) se obtiene en función de la cantidad de melaza (azúcar) añadida y por fermentación de levaduras, pero también se encuentran bacterias lácticas que llevan a cabo una fermentación láctica.
Pulpa de jícaro
Es un producto de Nicaragua que se obtiene a partir del fruto del jícaro sabanero (Crescentia alata). El fruto del jícaro es una baya redondeada protegida por un pericarpio leñoso, delgado y consistente, con un material pulposo y fibroso en el interior que forma una red que contiene las semillas que tienen un alto valor nutricional. La pulpa se tritura y se almacena en sacos en los que se fermenta al sol de manera espontánea. La pulpa fermentada se lava y se deja secar. Se consume como harina o preparando una bebida tipo horchata. Es un producto que tradicionalmente se ha valorado para uso medicinal.
Aguamiel de agave
El pulque es una bebida tradicional prehispánica de México que se obtiene por fermentación de la savia, o aguamiel, del agave (Agave salmiana) o “maguey pulquero”. La aguamiel se produce en plantas que tienen entre ocho y diez años y se obtiene raspando dos o tres veces al día (durante alrededor de un mes) el tallo del maguey para que exude la savia. El aguamiel se filtra y deposita en tinas de madera donde tiene lugar la fermentación. Para ello, se añade pulpa fermentada (pulque madre) y se tapa con tela hasta que tenga las características deseadas, aproximadamente durante cinco días. La fermentación se realiza con bacterias lácticas y levaduras, aunque el contenido en etanol es bajo. Tradicionalmente se ha considerado que tiene propiedades medicinales.
Importancia de alimentos fermentados tradicionales como fuente de probióticos
Los alimentos vegetales fermentados tradicionales son portadores de microorganismos vivos y metabolitos bioactivos que permiten, por un lado, un suministro microbiano que puede contribuir a la diversidad de la microbiota intestinal humana y, por otro, aportar ingredientes que ejercerán una funcionalidad fisiológica beneficiosa para la salud, incluidas cepas probióticas. En este sentido, el proyecto ProInfant persigue que todos los países que participan en el consorcio desarrollen la capacidad para elaborar alimentos que contengan probióticos, utilizando cepas que se aíslan de alimentos vegetales típicos de cada país.
Estos alimentos de fermentación tradicional han preservado una microbiota única muy bien adaptada a los mismos o a sus materias primas vegetales, lo cual facilitaría su inclusión en las matrices vegetales en procesos de fermentación controlados. Por otro lado, para evaluar si estos microorganismos pueden mejorar la salud humana es importante que las propiedades probióticas de las especies bacterianas estén bien estudiadas. Los alimentos fermentados tradicionales descritos se están utilizando para seleccionar bacterias lácticas autóctonas que posean características tecnológicas y probióticas de interés. Las cepas se están identificando por metodologías moleculares que permiten una correcta asignación taxonómica. Entre las propiedades beneficiosas que se están evaluando cabe destacar la capacidad de producir vitaminas y compuestos antimicrobianos, así como la de antagonizar con patógenos humanos. También se evalúa la capacidad de las bacterias de resistir a las condiciones del tracto gastrointestinal, su adhesión al epitelio intestinal y la seguridad de consumo de las mismas. Por otro lado, se ha secuenciado el genoma de aquellas cepas que se han ido seleccionando al cumplir con los criterios establecidos tras el estudio de estas propiedades; esto nos ha permitido abordar análisis “in silico” para localizar los genes implicados en sus propiedades beneficiosas y de seguridad, así como encontrar otros genes de interés que pueden estar relacionados con otras potenciales aplicaciones biotecnológicas.
A modo de conclusión, en este proyecto Proinfant-Cyted hemos conseguido aunar las diferentes capacidades de los investigadores participantes para perseguir un objetivo común que es intentar mejorar la situación de poblaciones desfavorecidas a través de la puesta en valor de los alimentos vegetales fermentados tradicionales como fuente para el aislamiento de cepas de bacterias lácticas con alto potencial biotecnológico y probiótico. Con la generación de los recursos microbianos obtenidos en este proyecto, se pretende fomentar el uso sostenible de los alimentos tradicionales y también generar otros nuevos que contengan bacterias lácticas con potencial probiótico que, con la implicación de los estamentos y gobiernos pertinentes, permitirán mejorar las condiciones de vida de las poblaciones que han mantenido estos alimentos fermentados autóctonos.
Agradecimientos
En nombre de todos los investigadores del proyecto ProInfant, agradecemos la colaboración de los productores artesanales de los alimentos caracterizados en esta iniciativa, por suministrarnos el material y por compartir los usos tradicionales de los recursos naturales de su entorno, algo que han mantenido a lo largo de su historia colectiva. El trabajo del proyecto ProInfant está financiado por Cyted (referencia 917PTE0537) y por los Organismos Nacionales de Ciencia y Tecnología (ONCYTs) de cada uno de los países participantes.
Otras informaciones en la edición de Tecnifood núm. 129 (mayo/junio 2020)
