Influencia de los galactooligosacáridos sobre la biodisponibilidad y fermentación colónica de esteroles

Resumen

El enriquecimiento de alimentos con esteroles vegetales (EV) es una práctica común en el desarrollo de alimentos funcionales orientados a reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares debido a su conocido efecto hipocolesterolemiante. Las bebidas a base de zumo de frutas y leche son una matriz idónea para el enriquecimiento con estos compuestos bioactivos debido a su perfil nutricional saludable. Además, su efectividad se ha demostrado en poblaciones diana como mujeres postmenopáusicas con hipercolesterolemia moderada (población de interés al presentar un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular). La adición de galactooligosacáridos (GOS) a estas bebidas podría mejorar su funcionalidad debido al efecto beneficioso que presentan sobre la microbiota intestinal, estimulando de manera selectiva el crecimiento de Bifidobacterium y/o Lactobacillus spp., así como potenciar el efecto hipocolesterolemiante. Sin embargo, la adición de fibra podría reducir la bioaccesibilidad de los esteroles y modular su metabolismo colónico. El objetivo general de la presente Tesis Doctoral es evaluar el efecto de los GOS sobre la biodisponibilidad y fermentación colónica de los esteroles en bebidas a base de zumo de frutas y leche enriquecidas con EV mediante ensayos in vitro e in vivo. El contenido y bioaccesibilidad de los productos de oxidación de esteroles determinados en una bebida enriquecida con EV (2 g/250 mL) no se modifican durante el almacenamiento (20-25ºC, 6 meses). Además, el porcentaje de oxidación de los esteroles es bajo: 0,03 % para el β-sitosterol y 1,2 % para el colesterol. Los resultados obtenidos tras una digestión gastrointestinal micelar simulada indican que la adición de GOS (2,3 o 4,5 g/250 mL) a bebidas enriquecidas con EV (2,5 g/250 mL) no afecta a la bioaccesibilidad del colesterol (78-88%) ni a la de los EV totales (~37%). Este ensayo permite seleccionar la bebida con mayor contenido de GOS para posteriores estudios de fermentación colónica (in vitro e in vivo) y biodisponibilidad (in vivo). Por otro lado, la aplicación del método de digestión gastrointestinal Infogest a la bebida enriquecida con EV sin adición de GOS no permite la cuantificación del colesterol en la fracción bioaccesible correspondiente. Se demuestra así la necesidad de adaptar el método a la determinación de la bioaccesibilidad de esteroles y se propone el cambio de origen de las sales biliares utilizadas (bovinas en lugar de porcinas) o la reducción de su concentración (de 10 mM a 1,4 mM). Además, se observa que la presencia de GOS en la bebida enriquecida con EV favorece la metabolización de los esteroles evaluada mediante un sistema in vitro dinámico multicompartimental. Se demuestra que la formación de metabolitos de los esteroles (coprostanol, etilcoprostanol y metilcoprostanol) es dependiente del tramo colónico, ya que solo tiene lugar en los reactores del colon transversal y descendente. De la misma manera, la producción de ácidos orgánicos durante la fermentación colónica de las bebidas es mayor en estos reactores y se potencia en presencia del prebiótico. La mayor actividad metabólica observada en los tramos del colon transversal y descendente con respecto al colon ascendente coincide con una mayor riqueza y diversidad de especies microbianas, así como con una mayor similitud en la composición de la microbiota. Por último, en mujeres postmenopáusicas con hipercolesterolemia moderada se observa que la presencia de GOS (4,3 g/250 mL) no influye en el efecto hipocolesterolemiante de las bebidas enriquecidas con EV (2 g/250 mL). Además, la adición del prebiótico no modifica la biodisponibilidad y la fermentación colónica de los esteroles. Se confirma que, en presencia de altas concentraciones de EV, se produce una mayor excreción fecal de colesterol y se favorece su metabolización a través de rutas indirectas. Por lo tanto, los resultados obtenidos indican que la adición de GOS a bebidas a base de zumo de frutas y leche enriquecidas con EV no modifican la bioaccesibilidad/biodisponibilidad de los esteroles, ni el efecto hipocolesterolemiante de los EV. A pesar de que el metabolismo de los esteroles se ve favorecido por la presencia de GOS en ensayos in vitro, estos resultados no se reflejan en el estudio in vivo.