Desarrollan fibra benéfica para la flora intestinal

Un grupo interdisciplinario de investigadores del Laboratorio de Bioingeniería de la Universidad de Colima (Ucol)obtuvo el primer lugar del Premio Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos con la investigación Estrategia para la producción de jugos de frutas biofuncionalizados por conversión enzimática de su sacarosa en fructooligosacáridos (FOS), que desarrollan desde hace tres años.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, los profesores-investigadores de la Ucol, quienes pertenecen al Sistema Nacional de Investigadores (SNI), en el nivel I, Pilar Escalante Minakata, experta en biología molecular, y Vrani Ibarra Junquera, catedrático de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, señalaron que la preferencia del consumidor se ve influenciada por la información nutricional del alimento, resaltando aquellos con propiedades benéficas para la salud, lo que ha incrementado la demanda de alimentos funcionales, especialmente el de bebidas de frutas de menor contenido calórico y con ingredientes nutracéuticos.

Además en esta investigación participan como coautores, Juan Alberto Osuna, de la Facultad de Ciencias Biológicas y Agropecuarias y José Juan Virgen Ortiz, quien se graduó desarrollando este tema en su tesis doctoral.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Cuál es el objetivo de esta investigación?

Vrani Ibarra Junquera (VIJ): El propósito es polimerizar la sacarosa que está presente en los jugos de frutas, la cual es un azúcar que está conformada por dos moléculas, glucosa y fructuosa. Y porpolimerizar nos referimos a que vamos a poner una proteína con actividad catalítica, es decir, una enzima que va a romper esa molécula y va a empezar a unir fructuosas a otra molécula de sacarosa. De esta manera, podemos convertir una molécula que nos genera calorías en una fibra que ya no podemos asimilar nosotros, pero sí nuestra flora intestinal, sobre todo los “bichitos buenos”, por llamarles así, que son los probióticos.

El asunto primordial es que la enzima que utilizamos para hacer esto no existe comercialmente, solo está presente como un contaminante de otros productos, por eso lo que hicimos fue una estrategia para producir la proteína, por lo que diseñamos un biorreactor y lo instrumentamos para ver qué variables de las que medíamos en tiempo real eran las que podíamos relacionar con la expresión de la proteína. Una vez que logramos eso nos permitirá desarrollar controles automáticos y hacer un escalamiento en función de la producción de esta proteína, porque si logramos producirla industrialmente las aplicaciones podrían ser muy diversas.

Estas cadenas que son dulces y que se denominan prebióticos son el alimento de los probióticos, que ahora están cobrando mayor relevancia y que son benéficos para los seres humanos. Cada vez entendemos más la importancia de la flora intestinal que puede controlar incluso el peso, por ello es muy importante favorecer una flora adecuada en nuestro intestino.

Pilar Escalante Minakata (PEM): El objetivo principal es obtener la proteína que convierte la sacarosa en fibra o en cadenas largas; la enzima primero la corta y luego las va pegando porque la sacarosa es una glucosa y una fructuosa, y la rompe y luego ya que la tiene cortada las pega, pero de una forma diferente porque hace cadenas largas de fructuosas.

AIC: ¿Cuáles son las características de los probióticos y prebióticos?

VIJ: Los probióticos son microorganismos que pueden habitar en el intestino, y los prebióticos son, por llamarle así, el alimento de los probióticos, por eso tienen el término “pre” porque benefician a aquellos microorganismos que nos aportan un beneficio a la salud, y así se vuelve una cadena benéfica para nosotros. Y suponiendo que no consumimos suficientes probióticos, pues eventualmente al consumir muchos prebióticos va a haber una selección de las poblaciones, se van a beneficiar estos microorganismos y van a poblar el intestino  de microorganismos benéficos.

AIC: ¿Cuál es el principal aporte de esta investigación?

VIJ: Yo creo que abrir la puerta al escalonamiento industrial de la producción de la enzima, ese es el aporte número uno, porque hacer prebióticos a partir de enzimas ya hay otros grupos en México y en el mundo que también trabajan en ello, pero somos el primero que va a reportar cómo producir la enzima en biorreactores en grandes escalas con el desarrollo de controles automáticos, es decir, nosotros encontramos la forma de monitorear en tiempo real la expresión de la proteína.

AIC: ¿Podría explicar los beneficios de este estudio?

PEM: Los beneficios están enfocados en que si las personas consumen una fibra que no les va a generar calorías o el aporte energético que ya está sobrepasado con nuestra dieta diaria y, en contraste, proporciona la fibra que permite que se desarrollen de forma correcta los probióticos en el intestino, ello se va a ver reflejado en un sistema inmunológico más fuerte.

Por ello, consumir este tipo de bebidas enriquecidas con prebióticos y disminuidas en la parte calórica permitirá fortalecer el desarrollo de la microflora que es muy importante para la salud.

VIJ: Hay un mercado para edulcorantes y yo creo que este sería un edulcorante muy importante porque nos aporta el sabor dulce sin las calorías, y además tiene una función biológica en el intestino porque es una fibra que alimenta los probióticos.

AIC: ¿Qué instituciones auspician esta investigación?

VIJ: Esta investigación es financiada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) a través de un proyecto de Ciencia Básica, y gracias a ese proyecto logramos desarrollar todo, biorreactores, sistemas para concentrar la proteína, que derivaron en patente y próximamente se iniciará una comercialización de esa patente para concentrar este y otro tipo de proteínas.

El financiamiento del Conacyt a través del proyecto de Ciencia Básica fue fundamental para desarrollar estos resultados en la investigación Estrategia para la producción de jugos de frutas biofuncionalizados por conversión enzimática de su sacarosa en fructooligosacáridos (FOS), en la cual otorgó un millón 400 mil pesos. Además el Programa de Mejoramiento del Profesorado (Promep), a través del Fortalecimiento de los Cuerpos Académicos, destinó 300 mil pesos a este proyecto.

PEM: Sin el apoyo del Conacyt en sus diferentes modalidades de convocatorias no podría existir esta investigación, ya que es prácticamente la fuente que tenemos de financiamiento, aunque existen otras formas, pero los montos son inferiores y el retardo con que llegan los recursos hace corto el tiempo de los proyectos de investigación y no permite poder profundizar u obtener alcances mayores.

Sin este tipo de convocatorias y fondos que nos pone al alcance Conacyt, es prácticamente imposible desarrollar trabajos de investigación.

AIC: ¿De qué manera contribuyen las Cátedras Conacyt con esta investigación?

VIJ: Fuimos beneficiados con tres Cátedras Conacyt, que permitirá que se unan a nuestro grupo tres jóvenes investigadores expertos en las áreas de Ingeniería en Proteínas (doctor Hugo Serrano), Metabolómica (doctora Sara Centeno) y Bioinformática (doctor Yair Cárdenas), que se incorporarán a principios de noviembre para dar más profundidad al estudio sobre estas y otras proteínas, con lo cual esperamos avanzar respecto a lo logrado en los últimos dos años.

Además hemos tenido la colaboración de colegas de computación en tiempo real, como el doctor Apolinar González Potes, y estudiantes del área de matemáticas, física, mecatrónica, químico en alimentos, químico metalúrgico y químico farmacobiólogo, lo que ha permitido obtener resultados que serían imposibles sin este grupo multidisciplinario, porque permiten desarrollar todos los aspectos del diseño e instrumentación del biorreactor y no solamente enfocarnos en el aspecto bioquímico y biológico.

Además ahora tenemos colaboración con los doctores Ricardo Sáenz, Roberto Sáenz y César Terrero, de la Facultad de Ciencias de la Ucol, lo que nos permitirá mayor profundidad en aspectos de modelado matemático y diseño de leyes de control. Así que el futuro luce muy prometedor.

Premio Nacional en Ciencia y Tecnología de Alimentos

AIC: ¿Qué significa haber obtenido este Premio Nacional en Ciencia y Tecnología de Alimentos en la categoría Profesional en Ciencia y Tecnología de Bebidas, que otorga el Conacyt y la empresa Coca-Cola?

VIJ: Es un honor en términos generales porque el jurado y las personas que participan son los científicos más connotados de nuestra área de trabajo y además es un indicativo de la relevancia de nuestro trabajo, pero lo más importante es que se vuelve una vitrina para lograr un contacto industrial para hacer que estos resultados lleguen al consumidor. Es un premio muy longevo que se entrega desde hace 39 años, es el premio más antiguo en ciencia y tecnología que se otorga en México.

PEM: Este premio es un estímulo para el investigador, no solo para desarrollar proyectos de investigación, es un aliciente como investigador saberte reconocido.

AIC: ¿Qué investigaciones se desarrollan en el Laboratorio de Bioingeniería?

PEM: Los productos de investigación que se desarrollan en el Laboratorio de Bioingeniería de la Ucol son de carácter multidisciplinario y considero que ese ha sido un detonante para poder alcanzar resultados mejores de los esperados en las dos líneas de investigación, que son prebióticos y probióticos. La Universidad de Colima ha mostrado estar abierta a cualquier institución para colaborar en los proyectos científicos. Por ello invitamos estudiantes de licenciatura, maestría o doctorado a desarrollar tesis con nosotros, en un ambiente multidisciplinario y altamente competitivo.