Determinación de la viabilidad de Bifidobacterium bifidum inmovilizado, tratado bajo condiciones gastrointestinales humanas simuladas in vitro

Abstract

En la presente investigación se comparó la viabilidad de las células libres e inmovilizadas de Bifidobacterium bifidum NRRL-41410 tratadas bajo condiciones gastrointestinales humanas simuladas in vitro. Para inmovilizar las células se empleó la técnica de atrapamiento físico utilizando un soporte de alginato de sodio al 2% (p/v), las células libres e inmovilizadas se sometieron a una simulación de las condiciones del estómago para las cuales se empleó pepsina, mucina y ácido clorhídrico para ajustar el pH a 2.0; por otro lado, para simular las condiciones intestinales se empleó bilis hepática, pancreatina, mucina, hidróxido de sodio para ajustar el pH a 6.8, asimismo durante toda la simulación se controló la temperatura, la agitación y la peristalsis. La viabilidad de Bifidobacterium bifidum evaluada bajo estas condiciones resultó ser mayor cuando se inmovilizaron las células con respecto a las células que no fueron inmovilizadas, lo cual indica que el soporte proporcionó protección a las bacterias lácticas probióticas. Mediante técnicas de microscopía electrónica y análisis de imágenes se evaluaron los cambios morfológicos y microestructurales que ocurrieron durante el tratamiento de B. bifudum inmovilzado en condiciones gastrointestinales humanas in vitro (tratamiento control) y los resultados sugieren que la pérdida de viabilidad de las bacterias lácticas puede estar controlada mayoritariamente por procesos difusivos y en menor medida al daño estructural del soporte de inmovilización. Se utilizaron diferentes alimentos y bebidas con la finalidad de evaluar la viabilidad de B . bifidum y comparar el efecto de dichos alimentos, la mayor viabilidad se observó en el tratamiento con células inmovilizadas y en presencia de desayuno cuyos componentes contienen fructooligosacáridos que actúan como prebióticos, lo cual favoreció la viabilidad de B. bifidum . Además se observó mayor pérdida de viabilidad de B. bifidum provocada por la cerveza y el chile. En el simulador diseñado fue posible evaluar la viabilidad de Bifidobacterium bifidum libre e inmovilizado, así como introducir diferentes muestras de alimentos al sistema, sin embargo se podrían evaluar otras bacterias lácticas con características probióticas para estudiar su comportamiento bajo condiciones gastrointestinales humanas in vitro .

In the present investigation the viability of free and immobilized Bifidobacterium bifidum NRRL-41410 under gastrointestinal human in vitro conditions was studied. The immobilization technique used was physical entrapment with sodium alginate (2% w/v), the free and immobilized cells were treated under gastric simulated conditions that include pepsin, mucin and HCl that was used for adjusting the pH to 2.0; on the other hand, to simulate the intestinal conditions bile salts, pancreatin, mucin and NaOH were used, during the simulation the temperature and peristalsis were controlled. Immobilization support provided protection for B. bifidum from the adverse gastric and intestinal conditions, as a result, higher numbers of immobilized bacteria survived compared with free cells. Electronic microscopy and image analysis were used in order to evaluate the morphologic and microstructural changes on immobilization spheres support when treated under gastrointestinal conditions (control treatment) and the results suggest that the viability loss can be controlled by diffusive processes and by the structural support damage. Different meals and beverages were used in order to evaluate the viability of B. bifidum and to compare the effect of such meals, the highest viability numbers were shown in the immobilized cells in presence of breakfast due to the fructo-oligosaccharides content in banana and fiber that may act as prebiotics, this behavior allowed the maintenance of the viability of B. bifidum. Moreover a higher viability loss of B. bifidum produced by beer and chili was shown. It was possible to evaluate the viability of B. bifidum in the simulation system and to introduce different meals samples to the system; however other acid lactic bacteria with probiotic characteristics can be studied under gastrointestinal human simulated conditions.