Actividad inhibitoria de alimentos obtenidos mediante fermentación controlada de brasicáceas y Undaria pinnatifida sobre enzimas relacionadas con la diabetes tipo II

Abstract

La diabetes de tipo II es un desorden metabólico asociado con la resistencia a la insulina y disfunción de las células beta del páncreas, productoras de la hormona. Hoy representa el 95% de los casos de diabetes y conduce a patologías de largo término como por ejemplo complicaciones micro y macro vasculares, neuropatías, retinopatías, nefropatías, entre otras. No obstante, existir factores genéticos, se puede prevenir en la mayoría de los casos evitando el sedentarismo, siguiendo una dieta equilibrada, una adecuada higiene del sueño y eliminando el estrés crónico. La OMS advierte sobre el aumento descontrolado de esta patología considerándola una de las pandemias globales del siglo XXI. Con referencia específica a las dietas saludables, durante los últimos años la industria alimenticia ha estimulado el desarrollo de nuevos productos que contribuyan a la salud y bienestar humano. En la década de los ’80, el gobierno de Japón, a través del Ministerio de Educación, Ciencia y Cultura, desarrolló la idea de alimentos funcionales, describiéndolos como aquellos que, además de su función nutritiva y sensorial, exhiben la capacidad de mejorar la salud o reducir el riesgo de contraer enfermedades. En particular, los alimentos fermentados obtenidos a partir de brasicáceas y algas pardas, como Undaria pinnatifida, pueden aportar compuestos bioactivos (polifenoles, fucoidanos, alginatos) con potencial efecto antihiperglucémico. El aprovechamiento de esta especie invasora aporta, además, beneficios ambientales y económicos. El objetivo principal de este trabajo fue desarrollar alimentos funcionales mediante fermentaciones controladas de brasicáceas suplementadas con U. pinnatifida que inhiban enzimas relacionadas con la diabetes tipo 2. Las fermentaciones controladas se compararon con fermentaciones espontáneas en cuanto a la capacidad inhibitoria frente a las enzimas α-glucosidasa y α-amilasa. Además, se determinó el tipo de inhibición (competitiva, no competitiva o mixta) y se evaluó la calidad microbiológica de los productos fermentados. Las materias primas utilizadas fueron los vegetales akusai, repollo blanco y repollo colorado en combinación con el alga Undaria, denominadas AKU, RBU y RCU respectivamente (proporción 80:20). La fermentación controlada se realizó con inóculos de Leuconostoc (Leuconostoc mesenteroides ssp. jonggajibkimchii y Ln. mesenteroides ssp. dextranicum) y Lactiplantibacillus (Lactiplantibacillus argentoratensis, L. plantarum y L. pentosus), incorporados en dos etapas, y la fermentación espontánea se llevó a cabo con la flora epífita propia de los vegetales, ambas durante 30 días a 18 °C. Se realizó la preparación de extractos acuosos y metanólicos a partir de muestras obtenidas de las matrices fermentadas (día 30), con los que se llevaron a cabo los ensayos de inhibición enzimática. Se realizó la medición de inhibición sobre α-amilasa y α-glucosidasa mediante la técnica enzimática colorimétrica GOD-POD. Por último, se llevó a cabo el análisis cinético por Lineweaver-Burk para clasificar el tipo de inhibición, seguido del análisis estadístico correspondiente. Las fermentaciones controladas alcanzaron un pH < 4 en la mayoría de los modelos; los recuentos de bacterias ácido lácticas (BAL) exhibieron un valor similar en los 3 modelos estudiados (≈6 log UFC/g). En las matrices de AKU y RCU se detectaron <1 log UFC/g de hongos y levaduras, mientras que para RBU el valor fue de 2,5±0,31 log UFC/g. Los valores de aerobios totales resultaron <5 log UFC/g en todas las matrices, mientras que no se detectaron coliformes totales en ninguna de las matrices analizadas. En cuanto a la inhibición in vitro de la α-amilasa, se observaron inhibiciones de tipo mixta y competitiva según matriz y tipo de extracto. En cambio, cuando se ensayó la α-glucosidasa, predominó la inhibición competitiva en los extractos acuosos de AKU, RBU y en el extracto metanólico de RCU. Los valores obtenidos de Km fueron significativamente mayores en los extractos provenientes de las fermentaciones controladas, lo que se relaciona directamente con el aumento de la oferta de compuestos fenólicos durante la fermentación controlada. Estos resultados nos permiten concluir que el uso de cultivos autóctonos de BAL en fermentaciones controladas potencia la bioactividad de las brasicáceas suplementadas con U. pinnatifida, incrementando la capacidad inhibitoria frente a α-amilasa y α-glucosidasa. De la misma manera, los productos fermentados estudiados constituyen alternativas prometedoras como alimentos funcionales para ayudar a controlar la hiperglucemia postprandial en diabetes tipo 2, con la ventaja potencial de menores efectos gastrointestinales que los inhibidores sintéticos. Si bien los resultados obtenidos fueron satisfactorios, en el presente trabajo no se determinó la concentración inhibitoria máxima media (IC₅₀), por lo que se recomienda incluir este análisis en estudios futuros para mejorar la precisión técnica.