Los científicos de alimentos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign identificaron las condiciones óptimas de fermentación para las legumbres (las semillas comestibles secas de las legumbres) que aumentaron sus propiedades antioxidantes y antidiabéticas y su contenido de proteínas solubles.
por Sharita Forrest, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign
Utilizando la bacteria Lactiplantibacillus plantarum 299v como microorganismo, el equipo fermentó legumbres obtenidas a partir de diferentes concentraciones de harinas de frijol negro, frijol carita, guisante partido verde, lenteja roja y frijol pinto. Si bien los resultados variaron entre las muestras tras la fermentación, en general, su actividad antioxidante aumentó hasta un 83 % y su capacidad para regular los marcadores de diabetes tipo 2 aumentó hasta un 70 %, según el equipo. La fermentación también incrementó la cantidad de proteína soluble.
«La lenteja roja y el guisante verde partido mostraron las mayores mejoras en la actividad antioxidante y la solubilidad proteica», afirmó Elvira González de Mejía, profesora de ciencias de la alimentación y autora correspondiente del artículo. «Además, mostraron la mayor modulación de dos enzimas que mejoran el metabolismo de la insulina».
Lp299v es una cepa probiótica que contiene microorganismos que favorecen la salud intestinal, afirmó la primera autora, Andrea Jimena Valdés-Alvarado, estudiante de posgrado de Illinois. «Tras la fermentación, permanece en el proceso digestivo. No solo conserva el producto fermentado que se consume, sino que también produce estos péptidos o aminoácidos que se absorben con mayor facilidad que la proteína intacta de las legumbres».
Entre otros beneficios, Lp299v reduce la inflamación, aumenta la inmunidad y mejora la absorción de hierro, según el estudio, que fue coescrito por Erick Damián Castañeda-Reyes, entonces estudiante postdoctoral en Illinois.
Valdés-Alvarado presentó algunos de los hallazgos en la Conferencia de la Sociedad Química Americana celebrada en San Diego, California, en abril, y presentará los resultados finales durante la conferencia anual del Instituto de Tecnólogos de Alimentos, que se realizará en Chicago en julio.
El equipo, que publicó los hallazgos en la revista Antioxidants , dijo que existe una necesidad urgente de investigación sobre las propiedades nutricionales de las dietas basadas en plantas y su potencial para prevenir enfermedades crónicas como las enfermedades cardiovasculares y la diabetes tipo 2.
«Hasta el 70 % de las necesidades proteicas de la población mundial se cubren con alimentos de origen vegetal», afirmó de Mejía. «Productos como legumbres, legumbres secas y cereales están ganando cada vez más atención como alternativa a las proteínas animales. Las Guías Alimentarias para Estadounidenses 2020-2025 del Departamento de Agricultura de EE. UU. recomiendan el consumo de frijoles, guisantes, garbanzos y lentejas como parte de una dieta saludable».
Dave Luthria, químico investigador del USDA, proporcionó las muestras crudas de las cinco legumbres, y el equipo utilizó un software estadístico para encontrar las condiciones de fermentación óptimas para cada una para maximizar su potencial antioxidante, según el estudio.
Valdés-Alvarado explicó que estas condiciones incluían diferentes tiempos de procesamiento, concentraciones de harina y cepas bacterianas. «Los productos finales fueron muy diferentes», afirmó. «Si se modifica tan solo una de estas condiciones, el resultado cambiará por completo».
Después de moler cada una de las legumbres para convertirlas en harina, el equipo las dispersó en agua destilada y las revolvió con α-amilasa, una enzima pancreática que descompone el almidón en azúcares simples y promueve la fermentación al proporcionar carbohidratos fácilmente disponibles para las bacterias.
Para optimizar la fermentación, las suspensiones de harina en agua se pasteurizaron para reducir los microorganismos nativos y se diluyeron a concentraciones del 3 % y el 9 %. Los investigadores añadieron Lp299v para iniciar la fermentación en las muestras del grupo de tratamiento y posteriormente fermentaron los grupos de muestras durante diferentes periodos: 8, 16 o 24 horas.
Tras la incubación, se extrajeron los compuestos solubles y se sometieron a un análisis más profundo. El equipo descubrió que la eficiencia de depuración de cada muestra, importante para procesos corporales como la circulación sanguínea y el control de la inflamación, aumentó entre un 57 % y un 83 %. La actividad de depuración fue menor con las lentejas rojas, los frijoles de ojo negro y los frijoles pintos, y mayor con los frijoles negros y los guisantes verdes partidos.
Además, observaron un aumento en las concentraciones de fenoles y péptidos bioactivos. Sin embargo, la duración de la fermentación afectó la composición fenólica de las muestras de lentejas rojas y tuvo efectos variables en su capacidad antioxidante (aumentándola, disminuyéndola o manteniéndola estable) según el ensayo utilizado, informaron.
Mientras que la cantidad de proteína soluble aumentó significativamente en las lentejas rojas y los guisantes verdes partidos después de la fermentación, disminuyó significativamente en los frijoles negros y los frijoles pintos, según el estudio.
Los investigadores también analizaron el impacto en la absorción celular de glucosa y en las enzimas cruciales para regular la glucemia. Según su hipótesis, la fermentación redujo la actividad de la dipeptidil peptidasa IV (enzima que inactiva las hormonas que controlan la glucemia) entre un 40 % y un 70 %, y la de la α-glucosidasa (enzima digestiva que participa en la descomposición de carbohidratos complejos) entre un 30 % y un 60 %.
«Estos hallazgos son importantes y tienen el potencial de fundamentar la investigación continua sobre la fermentación y las estrategias para mejorar las propiedades funcionales de los alimentos saludables», afirmó de Mejía. «Estas legumbres contienen entre un 18 % y un 25 % de proteínas de buena calidad que pueden utilizarse solas o como ingredientes en otros productos alimenticios. Necesitamos encontrar condiciones de procesamiento adecuadas e incentivar a la industria alimentaria a utilizarlas en bebidas lácteas o sustitutos de la carne».
Además, de Mejía afirmó que es vital explorar la sostenibilidad de las dietas basadas en plantas ante los problemas globales de inseguridad alimentaria, escasez de recursos naturales y cambio climático. Las legumbres utilizadas en el estudio podrían convertirse en cultivos importantes para los productores agrícolas de Illinois o la industria alimentaria en el futuro, afirmó.
Más información: Andrea Jimena Valdés-Alvarado et al., Condiciones de fermentación optimizadas de legumbres: aumento de la capacidad de barrido y marcadores de propiedades antidiabéticas, Antioxidantes (2025). DOI: 10.3390/antiox14050523
