Aplicaciones del Simulador Gastrointestinal Dinámico (simgi®) en el ámbito enológico: Estudio de polifenoles,nanomateriales y probióticos
- Autores: Irene Gil Sánchez
- Directores de la Tesis: Begoña Bartolomé (dir. tes.), M. Victoria Moreno-Arribas (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2018
- Idioma: español
- Número de páginas: 394
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias de la Alimentación por la Universidad Autónoma de Madrid
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
- Resumen
La presente tesis doctoral ha tenido como objetivo investigar nuevas estrategias y/o soluciones para abordar tres de los aspectos actualmente más relevantes en el ámbito enológico, como son i) la gestión sostenible de los subproductos generados durante la vinificación, ii) el estudio de los efectos beneficiosos para la salud digestiva asociados al consumo de los productos derivados de la uva y/o el vino así como las posibles vías para potenciarlos, y iii) la búsqueda de nuevas alternativas al uso de los sulfitos a través de la evaluación de las aplicaciones de la nanotecnología incluyendo estudios de su potencial riesgo a nivel intestinal. El desarrollo experimental de la tesis ha englobado una serie de ensayos que incluyen desde simulaciones in vitro de los procesos fisiológicos que ocurren en el tracto buco-gastrointestinal hasta un estudio in vivo de intervención en humanos; asimismo también se han realizado diferentes aproximaciones tecnológicas del proceso de vinificación. En especial, este trabajo ha recogido la puesta a punto del funcionamiento completo y la definición de las condiciones experimentales del Simulador Gastrointestinal Dinámico simgi®, como nueva aproximación tanto en estudios a nivel de funcionalidad como de seguridad alimentaria. En un primer estudio comparatativo entre diferentes extractos de uva derivados de subproductos de la vinificación relativo a su impacto en la microbiota intestinal en condiciones estáticas de simulación de la digestión colónica, se encontró que los extractos de orujo de uva promovían la formación de metabolitos fenólicos de origen microbiano, así como el crecimiento selectivo de algunos grupos bacterianos del intestino. Resultados más avanzados se consiguieron con el empleo del simulador gastrointestinal dinámico (simgi®), alimentado de forma puntual (ingesta aguda) o continuada (ingesta crónica) con los extractos de orujo. Se confirmó que estos extractos -ricos en polifenoles y fibra dietética- activaban el metabolismo microbiano, especialmente durante la ingesta crónica, a través de la producción de metabolitos fenólicos y otros metabolitos indicativos de la actividad microbiana (ion amonio y ácidos grasos de cadena corta), dando lugar también a ligeros cambios en la composición de la microbiota colónica desarrollada en el simgi®. Todos estos resultados se refrendaron posteriormente en un estudio piloto de intervención en sujetos sanos (n= 10) enfocado no sólo al estudio de la modulación y actividad metabólica de la microbiota intestinal, sino también a otros biomarcadores fisiológicos y de salud. La suplementación con el extracto de orujo de uva (1400 mg/día, 3 semanas) disminuyó significativamente los niveles de glucosa en sangre, lo que se asoció con la modulación de la expresión de miARNs circulantes relacionados con el metabolismo de la glucosa y la diabetes tipo 2. Después de la intervención, no se detectaron diferencias significativas en la composición de la microbiota intestinal ni, en general, en el contenido de metabolitos fenólicos, sin embargo, se encontraron cambios significativos de ácidos grasos, de cadena corta y media, con impacto positivo en la salud. Con la finalidad de estudiar el efecto de la combinación con probióticos en la biodisponibilidad de los polifenoles presentes en los subproductos de la vinificación, en el simulador simgi®, se monitorizó el tránsito digestivo de un extracto de uva en combinación con una cepa probiótica, y se determinó su efecto sobre la composición y funcionalidad de la microbiota intestinal. La cepa probiótica L. plantarum CLC17 se implantó con éxito en presencia de una microbiota compleja en los compartimentos del colon del simgi®, produciendo un ligero aumento del metabolismo fenólico intestinal así como en el contenido de amonio. Además, la presencia de L. plantarum CLC17 ejerció un efecto protector sobre el ecosistema intestinal, disminuyendo el contenido de bacterias pertenecientes a la familia Enterobacteriaceae. Esta tesis también recoge el estudio de nanomateriales de plata para controlar el crecimiento de los distintos grupos microbianos del vino, y su plausible aplicación como una alternativa total o parcial al uso de sulfitos en enología, desde una doble perspectiva que incluye ensayos sobre su aptitud tecnológica en vinos y la evaluación de los potenciales riesgos a nivel digestivo. Tras comprobar la actividad antimicrobiana post-fermentativa de dos nanopartículas de plata con recubrimientos biocompatibles (polietilenglicol y glutatión) para el control del crecimiento de levaduras, bacterias lácticas y acéticas, con una eficacia igual o superior a la del SO2, se evaluó su paso por el tracto gastrointestinal en condiciones in vitro. Durante la digestión buco-gastrointestinal, el tamaño y la forma de las nanopartículas se mantuvo prácticamente inalterado; además, los experimentos con células Caco-2TM parecían excluir la citotoxicidad de las nanopartículas de plata en el epitelio intestinal a las concentraciones activas microbiológicamente. Finalmente, el ensayo de simulación gastrointestinal de las nanopartículas de plata estabilizada con glutation en el simgi®, no mostró cambios significativos en los recuentos de la mayoría de los grupos bacterianos ni en la producción de amonio, lo que parecía confirmar que estos nanomateriales no alteraban la composición y actividad metabólica de la microbiota colónica humana.
