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domingo, 19 de mayo de 2013

Biomodificación de la harina de soja con Bacillus subtilis o Aspergillus oryzae



Harina de soja fermentada

Introducción
En este artículo, “Bio-modification of soybean meal with Bacillus subtilis or Aspergillus oryzae”, se muestra la investigación realizada por  Da Teng, MeiyunGao, YalinYang, BinLiu, ZigangTian, JianhuaWanga. En él se detalla el proceso de fermentación de la soja por dos microorganismos.

La SBM (harina de soja) ha sido usada tradicionalmente como una fuente importante de proteína en la industria alimentaria en China, siendo unos de los principales alimentos. Destacan sus ventajas, como el alto contenido de proteína y de aminoácidos equilibrado. Sin embargo, este alimento presenta factores antinutricionales, como el inhibidor de tripsina (TI), que inhibe proteasas pancreáticas, y proteínas alérgicas, que afectan a la digestión y a la absorción de sustancias nutritivas. Las proteínas alérgicas representan el 30% de la SBM.

La principal proteína alérgica de soja incluye la β-conglicinina, el alérgeno 30 kD y la glicinina. Se ha determinado que la β-conglicinina y la proteína glicinina pueden causar la hipersensibilidad en cochinillos, siendo potenciales alérgenos las subunidades α, α’ y  β de β-conglicinina. Aunque el mecanismo de diarrea en cochinillos implique muchos factores, la porción antigénica es el factor primario, y la infección patógena es sólo el factor secundario. Se espera que la fermentación de la soja pueda eliminar el TI, así como reducir el contenido alérgeno, y no destruir el componente nutritivo de SBM. La actividad antioxidante del producto de soja fermentado es un foco importante de investigación, ya que evita la peroxidación del lípido y, por tanto, la deterioración de productos alimentarios.

Estudios recientes han demostrado que la fermentación en estado sólido (SSF)  mejora el valor nutricional de la soja y reduce los niveles de factores antinutricionales. La adición de FSBM en las dietas de cerdos puede reducir su diarrea. El objetivo de este estudio es  evaluar la calidad nutricional de FSBM con A.oryzae AO3042 y B.subtilis SB102 (hongo y bacteria, respectivamente). El contenido de inhibidor de tripsina, los alérgenos, la actividad antioxidante y la digestibilidad in vitro de FSBM fueron determinadas, y los resultados sugieren que el empleo de FSBM sea considerado como una nueva y enriquecedora fuente de proteína en dietas de animales.


Resultados

Después de 72 h de fermentación con nuestras dos cepas, se observó que el contenido relativo de proteína no tratada y verdadera disminuyó debido a la pérdida de peso por la fermentación. Mientras tanto, el contenido de proteína soluble es mucho más alto que en el control debido a la proteolisis que llevan a cabo las dos cepas. La fermentación también produjo una disminución importante del contenido de TI, un resultado muy interesante en alimentación animal. En lo concerniente a los aminoácidos, se observa una disminución del contenido de algunos de ellos, especialmente prolina y valina. Sin embargo, hay  un incremento en aminoácidos, como serina y arginina, tras la fermentación con ambas cepas, y de treonina, especialmente con B.subtilis. Se observaron aumentos más importantes en la fermentación con B.subtilis que con A.oryzae, en parte debido a la acción de ciertas proteasas, capacidades de secreción de ambas cepas y las temperaturas de fermentación de los dos organismos (37 ºC para el primero y 28 ºC para el segundo). Todos estos resultados se observan en las tablas 1 y 2.




Los resultados obtenidos a partir del análisis mediante SDS-PAGE y Western mostraron como en las muestras fermentadas se observan una mayor cantidad de proteínas pequeñas y medianas que en la muestra control, en la cual se observan más proteínas de gran tamaño. Esto se debe a las proteasas de nuestras dos cepas. Se observó también mediante el análisis de Western que el extracto de las muestras fermentadas mostró una inmunorreactividad mucho más débil que en  la muestra control. Esto demuestra que algunas proteínas alérgicas fueron degradadas mediante la fermentación, en concreto: las subunidades α, α’ y  β de la β-conglicinina, además del alérgeno de 30 kDa.

  
Haciendo el barrido DPPH de radicales libres se observa que el nivel de actividad antioxidante es mucho mayor en las muestras tratadas que en las muestras no tratadas, sobre todo cuando la concentración de la muestra es baja. Una mayor cantidad de antioxidantes retrasa el envejecimiento y muerte celular, con lo que el pienso se conservaría mejor. El resultado de los efectos de la actividad de la pepsina sobre la digestibilidad in vitro son también muy favorables para las muestras fermentadas. A mayor cantidad de pepsina, las muestras fermentadas presentan un mayor porcentaje de IVDI, siendo en B.subtilis mayor que en A.oryzae. En las siguientes figuras, se pueden observar estos resultados para la actividad antioxidante y la digestibilidad in vitro.



Conclusión y aplicación de resultados

Siendo SBM una proteína vegetal en dietas animales, es posible incrementar su potencial nutricional mediante biotransformaciones. A. oryzae y B. subtilis secretan elevadas cantidades de proteasas, poseyendo éste último una reducida viscosidad y una elevada solubilidad. Hay tres tipos de proteínas alérgenas que fueron degradadas durante la fermentación, siendo éstos tres: β-conglicinina, proteína de 30k y glicinina.

A modo de conclusión, se confirma que tiene lugar una disminución en la cantidad de TI, consiguiendo estar por debajo del nivel de seguridad. Por lo tanto, FSBM ayuda a prevenir diarreas en lechones, así como ser capaz de inhibir la colonización de patógenos en el tracto intestinal. La IVDI es mejorada con ambas fermentaciones, recomendando FSBM en situaciones de carencia de pepsina.

En el estudio, se utiliza la harina de soja fermentada como alimento para cerdos, obteniendo resultados muy satisfactorios, como el aumento del crecimiento y, en consecuencia,  la obtención de un producto con un mayor rendimiento económico. Sin embargo, nuestro grupo de trabajo ha querido ir más allá del artículo para comprobar si, efectivamente, este nuevo producto va a ser más rentable en el mercado. Para ello, hemos consultado páginas web sobre los costes de la SBM y la FSBM, así como los costes en vacunas antidiarreicas. En la siguiente tabla,  se muestran los resultados, por lo que podemos apreciar un mayor beneficio por unidad  con la soja fermentada que con la soja no fermentada, e incluso un mayor beneficio total al aplicar los costes de mantenimiento y salud de los cerdos.

                     



Palabras clave
: Biomodificación, fermentación en estado sólido, harina de soja, Aspergillus oryzaeBacillus subtilis.

Publicado: 30 de agosto de 2011 en la revista "Biocatalysis and Agricultural Biotechnology".

Bibliografía:






Realizado por:

Daniel Adrián López López
Sergio Serna Ferrández
Francisco Peralta Ruiz
Víctor Mas Fernández
Luis David Martínez Alberola

1 comentario:

  1. Bastante bien, sobre todo por vuestra propia aportación original. Un sugerencia es que habría quedado mejor si los enlaces bibliográficos hubieran sido integrados en el texto, además de aparecer abajo del todo.

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