Fermentering
Fermentación
Microbioma, prebióticos, probióticos y posbióticos - fermentación
El microbioma, los prebióticos, probióticos y posbióticos, así como la fermentación, son conceptos que están suscitando cada vez más interés tanto en el ámbito de la salud como en el de la cosmética. Se trata de temas amplios y complejos, que abarcan desde la biología hasta el desarrollo de productos, y que desempeñan un papel cada vez más importante en nuestra comprensión del cuerpo, incluida su superficie externa.
En este artículo nos centramos específicamente en la piel y los cosméticos. En primer lugar, se presenta el microbioma, haciendo hincapié en el microbioma de la piel, tras lo cual se revisan los prebióticos, probióticos y posbióticos, centrándose en su aplicación en productos para el cuidado de la piel. Por último, se presta atención a la fermentación como un proceso cada vez más utilizado en la producción de ingredientes cosméticos.
PUCA PURE & CARE utiliza ingredientes prebióticos y posbióticos, así como ingredientes producidos mediante fermentación, en algunos de sus productos; por ejemplo, Yeast Ferment Extract y Lactococcus Ferment Lysate.
Microbioma
El término «microbioma» proviene del griego y significa «vida pequeña», un término utilizado para describir el entorno de los microorganismos en un lugar específico. En algunos casos, se utiliza para describir el material genético total de estos microorganismos, pero a menudo se usa, al igual que el término «microbiota», para referirse a los microorganismos en sí mismos y no solo a sus genes. Por lo tanto, se puede hablar, por ejemplo, del microbioma intestinal y del microbioma cutáneo.
No cabe duda de que los humanos dependemos completamente de nuestro microbioma para sobrevivir: vivimos juntos en simbiosis1. Se trata de un tema muy amplio, y aún hay mucho por descubrir. En este artículo nos centraremos en el microbioma cutáneo y en los factores que pueden influir en él.
La piel consta de varias capas: la más interna es la subcutis (hipodermis), seguida de la dermis, y la capa más externa es la epidermis. La epidermis se renueva constantemente; a esto se le conoce como renovación cutánea (o epidérmica). El mecanismo que explica esta renovación continua consiste en que las células de la capa más interna de la epidermis, el estrato basal, se dividen de forma continua y forman queratinocitos que migran gradualmente hacia el exterior. En su camino hacia la superficie, estas células cambian gradualmente a medida que van formando las diferentes capas de la epidermis, hasta que finalmente, cuando llegan a la capa más externa, el estrato córneo, se desprenden y caen. Este recambio del estrato basal al estrato córneo tarda aproximadamente cuatro semanas; es más lento en la piel envejecida y más rápido en, por ejemplo, en la piel psoriásica2.
La microbiota natural de la piel está compuesta por muchos microorganismos diferentes: bacterias, arqueas3, hongos, virus y ácaros. Se encuentran en la superficie de la piel, en las capas superiores de la epidermis y, por ejemplo, en las glándulas sudoríparas y los folículos pilosos. Están adaptados al entorno específico de la piel que colonizan. Existen microorganismos residentes, que permanecen en el ambiente, y otros transitorios, que aparecen y desaparecen. La piel puede dividirse, a grandes rasgos, en tres tipos de microambientes, decisivos para determinar qué microorganismos colonizan la zona: zonas ricas en sebo (por ejemplo, la zona T del rostro), zonas húmedas (por ejemplo, la axila) y zonas secas (por ejemplo, las palmas de las manos).
Según su relación simbiótica con el huésped (en este caso, los humanos), los microorganismos pueden clasificarse como comensales, que están presentes sin causar daño; patógenos, que causan daño; y mutualistas, que son beneficiosos. Sin embargo, es importante señalar que, en muchos casos, son el entorno y los mecanismos de defensa de la piel los que determinan si un microorganismo se comporta de forma patógena o no. Por lo tanto, muchos de los microorganismos asociados a problemas visibles de la piel están presentes de forma natural en la piel como comensales, y solo en casos de disbiosis (desequilibrio) del microbioma comienzan a comportarse de forma más agresiva. Por lo tanto, los microorganismos no pueden clasificarse claramente en “buenos” y “malos”.
En relación con los problemas de la piel y otras afecciones cutáneas como el picor y la sequedad, no siempre está científicamente demostrado si la disbiosis microbiana es la causa de la afección cutánea o si la afección cutánea es la causa de la disbiosis. Sin embargo, en muchos problemas de la piel y en ciertas afecciones cutáneas, se observa una clara asociación entre la afección y la disbiosis.
El microbioma y las células de la piel se «comunican» constantemente y regulan los niveles de diversas moléculas de señalización, entre otras, lo cual es importante para el desarrollo y la estimulación del sistema de defensa de la piel, en estrecha interacción con el microbioma. De esta forma, la piel aprende a distinguir entre diferentes microorganismos y a mantener un delicado equilibrio entre atacar a los microorganismos «extraños» y tolerar a los «inofensivos», un equilibrio que no siempre se mantiene a la perfección.
Entre otras propiedades beneficiosas, cabe mencionar que algunos microorganismos producen vitamina K y vitaminas del grupo B. Los microorganismos residentes inhiben la colonización de microorganismos externos con su sola presencia: ocupan espacio, «consumen» nutrientes (que pueden ser, por ejemplo, productos de desecho de la piel, lo que significa que el microbioma puede, en cierto modo, «limpiar» la piel) y secretan diversas sustancias, como péptidos antimicrobianos y ácidos grasos, que pueden hacer que el entorno sea desfavorable para otros microorganismos (por ejemplo, más agresivos). De este modo, el microbioma cutáneo también forma parte de la «defensa» externa que la piel proporciona al cuerpo. El microbioma cutáneo también contribuye a mantener el nivel de hidratación de la piel y la función de barrera cutánea.
Un punto muy importante con respecto al microbioma de la piel es que es altamente individual y que no se ha establecido ningún estándar sobre lo que constituye un microbioma «saludable»: cada persona tiene su propio microbioma único (incluso los microbiomas de la mano derecha e izquierda de la misma persona son diferentes). Muchos factores determinan el microbioma de un individuo. Además del microambiente de la piel, que es un factor muy importante, otros factores incluyen el grado de enrojecimiento o sensibilidad de la piel, el clima, así como el sexo, la edad, el estado hormonal, la genética, el uso de medicamentos y, por supuesto, la higiene y los productos que se aplican a la piel. Por lo tanto, no es sencillo «equilibrar» el microbioma mediante, por ejemplo, productos cosméticos. Sin embargo, poco a poco van surgiendo pruebas que respaldan algunos efectos beneficiosos de ciertos bióticos sobre el microbioma de la piel, aunque todavía existe cierta falta de claridad en el sector, por ejemplo, en lo que respecta al uso de la terminología.
Se están desarrollando nuevos enfoques en el campo de la cosmética personalizada, donde se realizan esfuerzos para desarrollar productos que se adapten mejor a cada individuo, aunque este campo aún no está muy avanzado. Otra iniciativa en auge en la industria cosmética es investigar el impacto de los cosméticos en el microbioma. Por lo tanto, se han desarrollado diversos tipos de pruebas que pueden indicar si un producto afecta al microbioma de forma positiva, neutra o negativa y, de este modo, respaldar ciertas afirmaciones, como por ejemplo, la de los cosméticos respetuosos con el microbioma. También se han logrado avances significativos en el análisis del microbioma, aplicable a muchos campos. Sin embargo, aún se desconoce mucho sobre el microbioma, incluidos detalles sobre su interacción con la piel y con el cuerpo en su conjunto.
1"Simbiosis" proviene del griego y significa "vivir juntos". El término se utiliza principalmente para describir una relación estrecha entre dos organismos diferentes. Una simbiosis puede ser beneficiosa para ambas partes, en cuyo caso se denomina simbiosis mutualista; alternativamente, puede ser beneficiosa para un organismo y neutra para el otro —conocida como simbiosis comensal— o beneficiosa para uno y perjudicial para el otro, lo que se denomina simbiosis parasitaria.
2Puede encontrar más información sobre la estructura de la piel en la descripción de la glicerina en este sitio web.
3Las arqueas constituyen uno de los tres dominios de los organismos vivos; los otros dos son las bacterias y los eucariotas. En algunos aspectos, las arqueas se asemejan a las bacterias —por ejemplo, en cuanto al tamaño— y, al igual que ellas, son organismos unicelulares.
Prebióticos, probióticos y posbióticos
El término «bióticos» proviene del griego «biōtikós» y significa «relacionado con la vida». Por lo tanto, los prebióticos pueden traducirse como «antes de la vida», mientras que los probióticos significan «para la vida» y los posbióticos «después de la vida». Los dos primeros términos son conocidos principalmente en la industria de los suplementos dietéticos, mientras que el último es de origen más reciente. En conjunto, estos conceptos constituyen la base de uno de los procesos más antiguos que conocemos en la producción de alimentos: la fermentación.
Prebióticos: Existe un consenso razonable respecto a la definición de prebióticos: son sustancias utilizadas selectivamente por los microorganismos del huésped, lo que confiere un beneficio para la salud de este, que, en este contexto, es el cuerpo humano.
Por lo tanto, pueden describirse como «alimento» para microorganismos beneficiosos que influyen en la composición y/o la actividad del microbioma de manera que beneficie al organismo. Podría decirse que debe haber alimento antes de que pueda haber vida; de ahí la importancia de los prebióticos. Por lo tanto, los prebióticos son, por ejemplo, sustancias que no son descompuestas ni utilizadas por las enzimas del propio cuerpo, sino que pueden ser metabolizadas (fermentadas) por enzimas producidas por microorganismos beneficiosos.
El grupo más numeroso, y los prebióticos «clásicos», son las fibras dietéticas: carbohidratos complejos en forma de diversos polisacáridos y oligosacáridos como la inulina y los betaglucanos4. Sin embargo, el grupo de prebióticos se ha ampliado gradualmente, y ahora también se considera que otras clases de compuestos contienen sustancias que pueden actuar como prebióticos, incluidos los ácidos linoleicos conjugados5, los fenoles y otros compuestos derivados de plantas.
Los probióticos tienen una definición bastante bien delimitada dentro de la industria alimentaria, que también está ganando terreno en la industria cosmética. Sin embargo, algunos han utilizado el término de forma más amplia de lo que la definición permite. Como resultado, existen productos cosméticos que llevan la etiqueta de «probióticos» sin cumplir con la definición establecida por la FAO-OMS6 en una declaración de consenso: los probióticos se definen como «microorganismos vivos que, cuando se administran en cantidades adecuadas, confieren un beneficio para la salud del huésped». En las primeras etapas, cuando los probióticos eran nuevos en la industria cosmética, muchos fabricantes adoptaron una definición más amplia, de modo que, por ejemplo, las sustancias derivadas de microorganismos probióticos y los microorganismos probióticos no viables (muertos) (que de otro modo se clasificarían como posbióticos) también se denominaban probióticos, a pesar de no contener microorganismos vivos.
Los fabricantes suelen intentar evitar la presencia de microorganismos vivos en sus productos, ya que pueden ser perjudiciales y estropearlos. Además, el SCCS (Comité Científico de Seguridad del Consumidor) ha recomendado, en sus directrices para las pruebas y la evaluación de la seguridad de los ingredientes cosméticos, límites para el contenido microbiano en los cosméticos; directrices que generalmente se siguen.
Por lo tanto, los productos que pueden favorecer el crecimiento microbiano, como muchos cosméticos, se conservan adecuadamente y se realizan pruebas microbiológicas para garantizar que los productos comercializados estén libres de microorganismos y que el sistema de conservación pueda eliminar aquellos que intenten contaminar el producto. Una de las principales razones por las que se retiran del mercado los productos cosméticos es la contaminación microbiana. Por lo tanto, la conservación y el control microbiológico son prioridades clave para la mayoría de los fabricantes de cosméticos. En consecuencia, la inclusión de probióticos en forma de microorganismos vivos no es factible en la mayoría de los productos cosméticos actuales. Esto se debe a varios factores, entre ellos el hecho de que los sistemas de conservación suelen eliminar los microorganismos, así como a las dificultades asociadas al control del crecimiento microbiano, a la vez que se garantiza una vida útil adecuada y la seguridad del producto.
Algunos fabricantes intentan superar estos desafíos mediante diversos enfoques. Por ejemplo, mediante la liofilización de los microorganismos y su posterior incorporación a una formulación adecuada. Sin embargo, puede resultar difícil controlar la eficacia con la que los microorganismos se reactivan una vez aplicados sobre la piel y ejercen sus efectos beneficiosos. La microencapsulación y el envasado en dosis únicas, como se conoce en los suplementos dietéticos, representan otro enfoque, técnicamente más exigente. El uso de probióticos en productos anhidros (que no requieren conservación) es otra estrategia empleada por algunos fabricantes.
También conviene considerar si los probióticos que contienen microorganismos vivos son una forma eficaz de influir en el microbioma de la piel. Probablemente se requeriría una cantidad considerable de microorganismos, dado que la piel alberga una gran población microbiana. En un estudio, los investigadores intentaron un método similar al trasplante fecal, transfiriendo microorganismos de un donante sano a otro individuo. El trasplante fecal ha mostrado resultados muy prometedores en varios estudios en el tratamiento de la infección por Clostridium difficile. En este pequeño estudio que implicó el trasplante de microbioma cutáneo en áreas específicas de la piel, se observó que el microbioma del receptor podía cambiar hacia el del donante después de tres aplicaciones de 1 ml de una solución que contenía 10⁸ UFC/ml7, y los cambios eran detectables después de varios días.
También existe el concepto de «simbióticos», que se utiliza principalmente en relación con los suplementos dietéticos. Esto se refiere a una combinación de prebióticos y probióticos, es decir, microorganismos junto con su «apoyo nutricional», destinada a facilitar su establecimiento en un nuevo entorno. Los probióticos que se utilizan hoy en día en cosmética pertenecen habitualmente a los géneros Lactobacillus y Bifidobacterium.
Los posbióticos son un concepto relativamente nuevo dentro de la «familia de los bióticos», y todavía no existe un consenso total sobre su definición en todos los sectores. Sin embargo, en términos generales, se trata de microorganismos inactivos y/o sus componentes que confieren un beneficio para la salud. Por lo tanto, están compuestos por componentes y sustancias derivados de microorganismos, generalmente probióticos. Esto lo convierte en un concepto muy amplio que abarca mezclas altamente complejas.
Lo que aún no está claro es qué cantidad de microorganismos debe estar presente para que un producto se clasifique como postbiótico. Algunos argumentan que, para ser considerado «postbiótico», un producto debe contener partes de las células microbianas, su contenido intracelular y las sustancias producidas por estas (metabolitos). Otros clasifican como posbióticos las mezclas en las que se han eliminado los componentes celulares, dejando «solo» los metabolitos.
En lo que respecta a los cosméticos, las mezclas posbióticas suelen identificarse mediante nombres INCI que contienen uno o más de los siguientes términos: el nombre de un microorganismo, como «Bacillus», «Lactobacillus», «Lactococcus» o «Bifida», así como «Ferment», «Ferment Filtrate» o «Lysate». En algunos casos, el nombre INCI también especifica el sustrato utilizado en el proceso de fermentación, que puede ser, por ejemplo, material derivado de plantas.
Los posbióticos se producen normalmente mediante fermentación, un proceso en el que se proporciona a uno o más microorganismos probióticos específicos un sustrato que pueden descomponer y sobre el que pueden crecer, lo que da como resultado un mayor número de microorganismos y la producción de diversos metabolitos. Si bien se conocen algunos metabolitos beneficiosos, estas mezclas suelen ser químicamente muy complejas y aún queda mucho por estudiar.
Los posbióticos utilizados en la industria cosmética generalmente no contienen células vivas y, en muchos casos, ni siquiera componentes celulares. La lisis es un método utilizado para inactivar microorganismos, en el que se rompe la pared celular, por ejemplo, mediante procesos enzimáticos o presión osmótica, lo que permite que el contenido celular se libere al medio circundante, dando lugar a lisados. La tindalización es otro método utilizado para inactivar microorganismos mediante calor; este proceso no necesariamente destruye las paredes celulares, pero las células dejan de ser viables.
4Puede encontrar más información sobre los betaglucanos en la descripción de Avena sativa en este sitio web.
5Los ácidos linoleicos conjugados son un tipo de lípido poliinsaturado que se encuentra, por ejemplo, en los productos lácteos y la carne.
6FAO son las siglas de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (Food and Agriculture Organization), mientras que OMS corresponde a la Organización Mundial de la Salud (World Health Organization). Ambas organizaciones colaboran en diversos ámbitos.
7UFC significa Unidades Formadoras de Colonias. Es una medida de la cantidad de microorganismos viables en una solución. 10⁸ UFC/ml significa que se formarán 100.000.000 de colonias microbianas en un mililitro de la solución al cultivarla.
Fermentación
La fermentación es un proceso que se remonta a miles de años y que sigue siendo de gran importancia en la actualidad. Se trata de un proceso bioquímico natural que se presenta en innumerables variaciones, ya que muchos microorganismos, principalmente hongos y bacterias, son capaces de llevar a cabo procesos de fermentación en diferentes sustratos y bajo diversas condiciones.
Por mencionar solo algunas de las muchas áreas en las que los seres humanos utilizan la fermentación mediante microorganismos y sus enzimas: la producción de numerosas materias primas naturales para diversas industrias, la descomposición de productos de desecho, el ensilaje agrícola, la producción de enzimas, y la conservación y producción de muchos alimentos, como el pan, el yogur, el queso y el alcohol.
La fermentación también tiene lugar en el cuerpo humano, especialmente en el intestino, donde los microorganismos contribuyen a la descomposición de los alimentos y producen metabolitos, algunos de los cuales son beneficiosos para el organismo. También se puede argumentar que el proceso que ocurre en los músculos durante la actividad anaeróbica, en el que se forma ácido láctico, es un tipo de fermentación mediada por enzimas en las células musculares. En efecto, son las enzimas, en la mayoría de los casos procedentes de microorganismos, las que impulsan los procesos de fermentación.
No existe una definición única, claramente definida y delimitada de fermentación, más allá de que se trata de un proceso metabólico en el que las enzimas catalizan la transformación química o la descomposición de la materia orgánica. El resultado suele ser una mezcla de moléculas más pequeñas y sustancias inorgánicas. El proceso de fermentación más conocido es, probablemente, la producción de alcohol, en la que las enzimas de, por ejemplo, la levadura del género Saccharomyces convierten una molécula de glucosa en dos moléculas de etanol, al tiempo que producen dióxido de carbono y generan energía para la célula de levadura.
La fermentación puede producirse en condiciones anaeróbicas (sin oxígeno) y aeróbicas (con oxígeno), aunque la mayoría de los procesos de fermentación son anaeróbicos. La fermentación no siempre es lo mismo que la descomposición, aunque pueda describirse como una forma de degradación. Los alimentos fermentados suelen ser comestibles y se elaboran en condiciones cuidadosamente controladas para evitar que los microorganismos de descomposición indeseables estropeen el producto. Los procesos de descomposición se producen de forma natural dondequiera que haya calor, humedad y microorganismos, mientras que la fermentación «beneficiosa» normalmente requiere condiciones específicas. Como ejemplo ilustrativo, la leche puede convertirse tanto en leche agria (por descomposición) como en queso (por fermentación).
Algunos de los beneficios de la fermentación, por ejemplo en los alimentos, incluyen la formación de compuestos beneficiosos como antioxidantes y compuestos aromáticos, así como una mayor biodisponibilidad de muchas sustancias. Las moléculas más pequeñas producidas por los microorganismos durante la fermentación se absorben con mayor facilidad, lo que puede mejorar el valor nutricional de los alimentos. La fermentación también puede utilizarse para aumentar el valor de grandes cantidades de subproductos generados por la industria alimentaria: frutas, verduras, cereales, productos lácteos y subproductos cárnicos/de pescado pueden servir como recursos valiosos que, mediante la fermentación con diferentes microorganismos, pueden utilizarse de forma más eficiente.
Además de utilizarse para la producción de muchas sustancias específicas aplicadas en cosméticos, como el ácido láctico, el ácido cítrico y el ácido hialurónico, existen numerosos ejemplos de extractos de plantas fermentadas con propiedades potencialmente interesantes para los cosméticos, y sin duda habrá muchos más por venir.
Resumen
El microbioma desempeña un papel fundamental en el mantenimiento del equilibrio y la función de la piel, y nuestra comprensión de esta compleja interacción sigue avanzando. Los prebióticos, probióticos y posbióticos representan diferentes enfoques para influir en el microbioma; sin embargo, en particular en el ámbito de la cosmética, su aplicación aún se caracteriza por un desarrollo continuo y una falta de estandarización.
Al mismo tiempo, la fermentación constituye un proceso importante en la producción de ingredientes y aporta mezclas complejas de sustancias bioactivas que pueden tener propiedades relevantes para el cuidado de la piel.
En general, los avances actuales indican que el microbioma y los bióticos desempeñarán un papel cada vez más importante en la cosmética, aunque todavía se necesita más conocimiento para comprender y aprovechar plenamente su potencial.
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