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TECNOLOGIA DE LECHE II ING LUIS ARTICA MALLQUI www/luisartica.wordpress.com [email protected] LAM

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TECNOLOGIA DE LECHE II

ING LUIS ARTICA MALLQUI

www/luisartica.wordpress.com

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Bacterias lácticas• Microflora natural de la leche

• Se emplea para la fabricación de alimentos, productos lácteos, productos cárnicos, productos de panificación, bebidas (vino, sidra) y en conservación de alimentos

• Géneros caracterizados por su capacidad de fermentar glúcidos produciendo ácido láctico

• Fermentación

Homoláctica -----> ácido láctico único producto formado.

Heteroláctica -----> se produce: ác. láctico, ác. acético, etanol, CO2, etc.

• Algunas bacterias homofermentativas ----->capaces de fermentación heteroláctica a condiciones de crecimiento no óptimas.

• Bacterias G(+), inmóviles, nunca esporuladas, catalasa negativas, oxidasa negativas, capacidad de biosíntesis débil, ineptas para respiración aerobia y anaerobia, anaerobias facultativas microaerófilas (fermentan en anaerobiosis y aerobiosis).

• Formas: cocos (streptococcus, Lactococcus, Enterococcus, Leuconostoc, Pediococcus), bacilos (Lactobacillus).

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Géneros

Células

FermentaciónForma Agrupamiento

Strepcoccus coco cadenas homo láctica

Leuconostoc coco cadenas heterolática

Pediococcus coco tetradas homo láctica

Lactobacillus bacilo cadenas homo láctica,

heterolática

Bifidobacterium variado variado acética y láctica

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Género Streptococos

• Especies patógenas para el hombre (Sc. Pyogenes)

• Saprofitos de la cavidad bucal (Sc. mutans, Sc. salivarius) o del intestino (Sc. faecalis).

Estreptococos lácticos (excluidos del genero Streptococcus) - Ahora: Lactococos lácticos

1er grupo: estreptococos lácticos (Lactococos lácticos): mesófilos que poseen el antigeno N o antigeno de Lancefield – estreptococos del grupo N, no patógenos, crecen a t° entren 20-30°C.

Streptococcus lactis (Lactococcus lactis)

Streptococcus lactis subsp. lactis (Lactococcusvlactis subsp. lactis)

Streptococcus lactis subsp. diacetylactis (Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis :utiliza citrato para producir diacetilo

Streptococcus lactis subsp. Cremoris (Lactococcus lactis subsp. cremoris)

Streptococcus raffinolactis (Lactococcus raffinolactis)

Streptococcus plantarum (Lactococcus plantarum)

2do grupo: especie termófila Streptococcus thermophillus (no tiene antigeno de Lancefield), sensible al NaCl, t° óptima 42 - 43°[email protected] LAM

Género Leuconostoc

• Mesófilas (óptimo 20 - 30°C), heterofermentativa (produce ácido D(-)

láctico, etanol, y CO2), usan el citrato de la leche para producir

diacetilo y a veces acetato, ejm: Ln. mesenteroides subsp. cremoris.

• Tres especies:

Leuconostoc mesenteroides (subsp. mesenteroides, subsp.

dextranicum y subsp. cremoris)

Leuconostoc lactis

Leuconostoc paramesenteroides

Especie acidófila: Leuconostoc oenos

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Género Lactobacillus• Bastoncitos agrupados en cadenas, gran exigencia de factores de

crecimiento, ejm:

Lactobacillus delbrueckii: requiere 11-15 AAaas, acidificación lenta,

resistente a pHs ácidos (hasta pH: 3.5), producción de ácido láctico de

27g/L.

• Subdivisión del género Lactobacillus

Grupo I: Lactobacilos homofermentativos obligatorios, no

fermentan pentosas y el gluconato, células largas, rectas y

empalizadas: 2 conjuntos de especies Lactobacillus delbrueckii

(sus subespecies producen hasta 18g/L ácido D(-) láctico),

Lactobacillus acidophilus (3 subgrupos: Lactobacillus acidophilus

(la cepa tipo), Lb. gasseri y Lb. helveticus).

Grupo II: Lactobacilos homofermentativos facultativos,

fermentación homofermentativa de hexosas (algunos casos

heterofermentativas), fermentación heterofermentativa de pentosa

y gluconato, células cortas, ordenadas en [email protected] LAM

3 grupos de especies: Lb. plantarum; Lb. casei (3 genotipos:

la cepa tipo, subespecies Lb. casei subsp. casei, Lb. casei

subsp. pseudoplantarum, Lb. casei subsp. tolerans y Lb.

casei subsp. rhamnosus) y el grupo Lb. sake – Lb. curvatus –

Lb. bavaricus (genomas próximos y propiedades similares de

sus enzimas); producen poco ácido láctico de 3 a 13g/L.

Grupo III: Lactobacilos heterofermentativos obligatorios,

fermentan hexosas y producen ácido láctico, acético (o

etanol) y CO2 en la relación 1:1:1; fermentan pentosas –

producen ácido láctico y acético, células cortas, rectas y

separadas, producción débil de ácido D(L) láctico 5g/L;

especies: Lb. kefir, Lb. buchneri, Lb. reuteri, Lb. fermentum,

Lb. brevis, Lb. bifermentans, etc.

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Grupo I

Especie Hábitat

Lb.delbruecii subsp.delbrueckii vegetales

Lb.delbruecii subsp.bulgaricus yogurt, queso

Lb.delbruecii subsp.lactis queso

Lb.acidophilus boca, vagina

Lb.gasseri boca, vagina

Lb.helveticus queso

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Grupo II

Especie Hábitat

Lb.casei subsp.casei rumen

Lb.casei subsp.pseudoplantarum queso, forraje

Lb.casei subsp.tolerans boca, vagina

Lb.casei subsp.rhamnosus tracto intestinal

Lb.sake, Lb.curvatus vegetales

Lb.bavaricus vegetales

Lb.plantarum vegetales, queso

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Grupo III

Especie Hábitat

Lb.bifermentans queso

Lb.brevis vegetales, queso

Lb.buchneri vegetales, queso

Lb.kefir kefir

Lb.reuteri tracto intestinal

Lb.fermentum vegetales, queso

Lb.confusus vegetales

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Género Pediococcus

• Células agrupadas en pares o tetradas

• Fermentan azúcares y producen ácido láctico D(L) ó

L(+).

• Muchas especies son incapaces de utilizar la lactosa,

débil actividad proteolítica, exigentes nutricionalmente

son factores que no les permite acidificar y coagular la

leche.

• Las especies se diferencian por su tolerancia a la

temperatura, al pH, y al NaCl.

• Especies: Pediococcus damnosus, Pediococcus

parvulus, Pediococcus inopinatus, Pediococcus

dextrinicus, Pc.pentosaceus, Pc.acidolactici,

Pc.halophilus, Pc.urinaequi

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Género Bifidobacterium

• Produce más ácido acético que ácido láctico (relación 3:2), bajas cantidades de ácido fórmico, de etanol y de ácido succínico y no produce CO2 como una bacteria heteroláctica.

• Existen en la fermentación láctica, son de forma cocoide, alargada con protuberancias, bifurcaciones, ordenados en cadenas estrelladas, en V o en empalizadas.

• Bacterias anaerobias, algunas toleran el oxígeno en presencia de CO2, son mesófilas, muestran temperatura óptima de crecimiento entre 37 – 41°C, no soportan pH ácidos: 5,0 – 4,5.

• Especies: Bifidobacterium bifidum, B.longum, B.infantis, B.breve, B.adolescentis, B.thermophilum, B.suis, B.subtile, B.globosum, B.animalis, B.minimum, etc. Tienen su origen en el hombre, animales, conejo, cerdo, pollo, etc.

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Hábitat de la bacterias lácticas

• Los Lactococcus: se aíslan de la leche cruda, cuajada, de los vegetales y el rumen

• Streptococcus thermophilus: se aíslan de la leche pasteurizada, producto lácteos (yogurt), del material de la lechería y de los cultivos iniciadores artesanales.

• Los Leuconostoc: se aíslan de la leche, productos lácteos, frutas, hortalizas, vegetales en fermentación (choucroute), de los productos de panificación y de las soluciones viscosas de azúcar en las industrias azucareras. Leuconostoc oenos no está en la leche y se aíslan del vino.

• Los Lactobacillus: en medios diferentes;

Especies mesófilas: Lb.casei subsp.casei, Lb.plantarum, Lb.curvatus, Lb.brevis están presentes en la leche y el queso como el Chedar.

En leches fermentadas: el kéfir (Lb.brevis, Lb.kefir,Lb.fermentum

Lb.kefiranofaciens).

En vegetales fermentados: choucroute (Lb.bavaricus).

En el cuajo: Lb.brevis, Lb.fermentum, Lb.curvatus.

En el vino: Lb.brevis, Lb.buchneri.

En la cerveza: Lb.malefermentans

En la sidra: [email protected] LAM

En carnes frescas o fermentadas, los salchichones: Lb.sake.

En el tubo digestivo del hombre y animales: Lb.acidophilus, Lb.casei,

Lb.fermentum, Lb.reuteri.

Especies termófilas:

En leches fermentadas: En el yogurt Lb.delbreckii subsp.bulgaricus;

en leches acidófilas encontramos Lb.acidophilus.

Quesos fabricados a temperaturas mayores a 40°C (Parmesano y

emental): Lb.helveticus, Lb.delbrueckii subsp.lactis, Lb.delbrueckii

subsp.bulgaricus.

• Los Pediococcus: presentes en vegetales en descomposición, a veces en bebidas: cerveza, sidra y vino.

Ejemplo: P.pentosaceus y P.acidilactici en vegetales, salchichones, leche y productos lácteos (queso parmesano).

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Fisiología del crecimiento: metabólismo y regulación

1. Nutrición nitrogenada y el crecimiento de las bacterias lácticas en

leche.

Para una converción completa de la leche en un producto

fermentado, las bacterias lácticas deben multiplicarse en pocas

horas hasta 10 células/mL de leches (0,5 mg de peso seco/mL)

y 10 células/mL en la cuajada para producir suficientes

cantidades de ácido láctico y de compuestos aromáticos.

La capacidad de crecimiento depende de: factores nutricionales,

t°, pH, presencia de otros m.o.

1.1 Exigencias nutricionales

Crece en medios ricos en vitaminas, bases nitrogenadas y

fuentes de carbono y nitrógeno: leche, productos lácteos,

vegetales en descomposición, carnes, etc.

10

9

[email protected] LAM

1.2 Utilización de aminoácidos libres

ф Leche: concentración baja en AAaas libres, ausencia de metionina.

ф Fuente de nitrógeno más rápidamente incorporada a las proteínas celulares.

ф Presencia de permeasas de aminoácidos (dependientes o no de la fuerza motriz protónica -energía) que transportan AAaas hacia el interior de la célula, el sistema esta regulado por el pH externo e interno, estimulado por presencia de glucolípidos en la membrana celular o disacáridos: lactosa y sacarosa pero no glucosa ni galactosa (Streptococcus thermophilus)

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1.3 Utilización de péptidos

ф La concentración de AAaas libres no asegura el crecimiento de las bacterias ------> utilización de péptidos es necesario.

ф Péptidos sirven de fuente de AAaas como metionina.

ф Presencia de permeasas para péptidos (di y tripéptidos) facilitan su fermentación dentro de la célula. Permeasas son energía(ATP) dependientes acoplado a la fuerza motriz protónica, la energía es aportada por la lactosa y la toma de péptidos está regulada por el gradiente de pH en ambos lados de la membrana.

ф Crecimiento sobre péptidos varia según cepa y esta en función de la eficacia de los sistemas de permeación de estos péptidos.

Disposición de las células de peptidasas externas para el

rompimiento de grandes moléculas.

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1.4 Utilización de las proteínas y de los polipéptidos de la leche:

sistema proteolítico

Bacterias para crecer en la leche deben hidrolizar las proteínas (caseína), las proteínas son bien hidrolizadas cuando la concentración bacteriana es importante. El crecimiento puede estar limitado por la baja velocidad de la proteolisis de las caseínas.

Proteínas y oligopéptidos no pueden atravesar a membrana citoplasmática debido a su tamaño y carga --------->necesario hidrolizarlas fuera de la célula por proteasas (hidrolizan caseína y derivados) y peptidasas extracelulares de las bacterias (hidrolizan péptidos).

Las proteasas estan ligadas a la pared celular y pocas veces son excretadas al medio.

Peptidasas extracelulares o de pared son aquellas cuya especificidad varía en función de la naturaleza de los residuos de AAaas presentes en el extremo de la molécula.

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Péptidasas intracelulares o citoplasmáticas hidrolizan péptidos internos

formados por proteolisis interna (renovación de proteínas) o provenientes

de una permeación específica.

Proteolisis bacteriana (proteasas de la pared y de aquellas proteasas y

peptidasas intracelulares liberadas por lisis celular) es importante no solo

para la coagulación de la leche sino durante la maduración de quesos

(desarrollo de sabores y aromas) y textura.

Proteasa

Peptidasa

Dipeptidasa

Permeasa

Permeasa

Permeasa

MembranaPared

Peptidos

Peptidasas

AAaas

Proteasas

Proteínas

intracelulares

Caseínas

Oligopéptidos

Dipéptidos

AAaas

Citoplasma

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1.5 Regulación de la actividad proteolítica

• Composición del medio de crecimiento y condiciones

de cultivo puede modificar la actividad proteolítica total

o activar/inhibir una actividad proteásica o peptidásica

específica.

• Medios ricos en AAaas y péptidos disminuye la

actividad de proteasas de la pared pero no la de las

peptidasas.

• Lactococos frecuentemente tienen reducida capacidad

de coagular la leche, tienen crecimiento débil

(proteasas-negativas Prt - ). Crecimiento está limitado

por la concentración baja de AAaas y péptidos libres.

La acidifación ligada al crecimiento es suficiente para

coagular rápidamente la [email protected] LAM

1.6 Catabolismo de la arginina y de otros AAaas

• Bacterias lácticas (no todas) usan la vía de la arginina desiminasa

(arginina dihidrolasa).

• Esta vía esta formado por 3 enzimas que actúan sucesivamente:

la arginina desiminasa (ADI), la ornitina carbamoil-transferasa

(OTCasa) y la carbamato quinasa (CK).

• Produce 1 ATP por molécula de arginina consumida (fuente unica

de carbono en Streptococcus faecalis).

• El ingreso de arginina a la célula no requiere energía, se da por

intercambio con la ornitina.

• Presentan esta vía: Lc.lactis subsp.lactis, algunas cepas de

Streptococcus thermphilus, grupo III del género Lactobacillus,

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Arginina Citrulina Ornitina

Carbamil-fosfato

H2O

NH3

1

Pi

2

CO2 + NH3

3

ADP

ATP

1: arginina disiminasa

2: ornitina carbamoil transferasa

3: carbamato quinasa

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2. El metabolismo de los azúcares: fermentación láctica

• Los azúcares son fermentados hasta ácido láctico por

las bacterias en 2 formas:

Fermentación homo láctica: se produce lactato por la

vía de Embden – Meyerhof - Parnas (EMP).

Fermentación heteroláctica: la vía usada es la de las

pentosas fosfato y desemboca en la producción de

lactato, etanol y eventualmente acetato.

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La fermentación de la lactosa en las bacterias lácticas: vía homofermentativa y vía heterofermentativa

Lactosa

Lactosa-6-P

Glucosa

Glucosa-6-P

Fructosa-6-P

Fructosa-1,6-diP

Dihidroxiacetona-P

Vía homofermentativa

Gliceraldehído -3-P

1,3-difosfoglicerato

3-fosfoglicerato

Fosfoenolpiruvato

Piruvato

Lactato

Galactosa-6-P

Tagatosa-6-P

Tagatosa-1,6-diP

Lactosa

Lactosa-6-P

Glucosa

Glucosa-6-P

6-fosfogluconato

Ribulosa-5-PCO2

Xilulosa-5-P

Acetil-P

Acetil-CoA

AcetaldehídoEtanol

PEP

PYR

ATP

ADP

ATP

ADP

7

12

3

4

5

6

8

9

ATPADP

NAD+

NADH

ADPATP

ADP

ATP

NADH

NAD+

PEP

PYR

ATP

ADP

NAD+

NADH

CoASH Pi

NADH

NAD+NADH NAD+CoASH

Vía heterofermentativa

1: Fosfo-β-galactosidasa

2: tagatosa-6-fosfato isomerasa

3: tagatosa-6-fosfato quinasa

4: tagatosa-1,6-diP-aldolasa

5: piruvato quinasa

6: lactato deshidrogenasa

7: fructosa-1,6-diP-aldolasa

8: pentosa-5-fosfato cetolasa

9: etanol deshidrogenasa

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2.1 Metabolismo de la lactosa

Leche de vaca: 40 a 50 g/litro de lactosa-unico azúcar en estado libre.

Metabolismo de lactosa en Lactococcus lactis

♦ Lactosa penetra usando un sistema fosfotransferasa (PTS) dependiente del fosfoenolpiruvato (PEP). Ya dentro la lactosa es fosforilada a glucosil-β-1,4-galactósido-6- fosfato(lactosa-6-fosfato). Algunas cepas poseen una β- galactosidasa y así una β- galactósido permeasa.

♦ Lactosa-6-fosfato es hidrolizado por la fosfo-β-galactosidasa, la glucosa-6P formada se degrada según la vía EMP (Fig. anterior).

♦ El PEP esta presente en el cruce de las dos vías, la permeación de la lactosa y la formación de ATP a través de la vía glucolítica; su concentrción intracelular está controlada a través de la modulación de la actividad de la PK. La variación de la relación FDP/Pi regularía la actividad de la PK controlaría la velocidad de la fermentación del azúcar por el ciclo PTS-glicolisis. FDP: fructosa-1,6-difosfato, PTS: sistema [email protected] LAM

En fermentación homoláctica por cada mol de lactosa produce 4

moles de lactato y 5 moléculas de ATP (2 por la vía de la glucosa y

3 por la de la galactosa), tras reducción de piruvato. El lactato es

expulsado al medio.

Las bacterias lácticas pueden sintetizar no solamente la forma L(+)

sino la forma D(-) o las dos de ácido láctico. Esto depende de la

especie o del género de la bacteria y también de las condiciones de

crecimiento.

La fermentación heteroláctica de una molécula de lactosa produce

3 moléculas de lactato y 4 moléculas de ATP.

El crecimiento de las células en presencia de lactosa o de

galactosa permite incrementar la síntesis de las enzimas

específicas de sistema lactosa (Inducción de enzimas del sistema

lactosa).

[email protected] LAM

Metabolismo de la lactosa en Sc. thermophilus

• Probablemente algunas posean una β-galactosidasa o una fosfo-β-

galactosidasa o las dos, esto implicaría la presencia de una permeasa

específica de los β-galactósidos, ya sea de un sistema PTS, ya sea de

los dos.

• La galactosa producida por hidrólisis de lactosa no es fermentada

mayormente y es excretada, su no utilización sería debido a la

represión por la glucosa o la lactosa.

• La glucosa proveniente de la lactosa se metaboliza a través de la vía

EMP: está presente una fuerte actividad de la hexoquinasa.

Metabolismo de la lactosa en Lactobacillus

• Lactobacilos homofermentadores: Lb. Delbrueckii subsp.lactis,

Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus, Lb. helveticus poseen una β-Gal.

En Lb. acidophilus están presentes la enzima anterior y la P-β-Gal, pero

con actividades variables según cepas.

• La lactosa debe penetrar por acción de una permeasa, Lb. delbrueckii

subsp. bulgaricus y Lb. helveticus no poseen un sistema PTS ni para

lactosa ni para galactosa. Sólo utilizan la mitad de la glucosa de la

molécula de [email protected] LAM

• Lactobacilos heterofermentadores

Las enzimas claves del metabolismo homofermentativo (la FDP

aldolasa y la triosa-fosfato isomerasa) están ausentes.

Metabolismo de la lactosa en Leuconostoc

♠ Leuconostoc no utiliza el sistema PTS-PEP para el transporte de los

azúcares sino más bien un sistema que utliza el ATP como fuente de

energía.

2.2 Metabolismo de la galactosa

Metabolismo de la galactosa en los Lactococos

Lactococcus lactis subsp.lactis pued utilizar galactosa de 2 maneras

según el sistema de entrada utilizado.

1. Un sistema PTS-PEP adaptado a la galactosa con una enzima

especifica que produce Gal-6P interna.

2. Una permeasa energía dependiente, específica de la galactosa (galP)

que suministra a la célula galactosa [email protected] LAM

En el primer caso la Gal-6P se utiliza por la vía de la Tag-6P(como en la lactosa), en el segundo caso, la galactosa debe ser fosforilada a Gal-1P y seguir la vía de Leloir.

Los 2 sistemas no son utilizados simultáneamente por la célula: a alta concentración de galactosa sería preponderante el sistema PTS-PEP y a baja concentración es la permeasa la que se activa y actúa la vía de Leloir.

La regulación catabólica de la vía de Leloir se da cuando se cultivan células en presencia de una mezcla de galactosa y glucosa, la glucosa es utilizada en primer lugar, o si se adiciona glucosa (o lactosa) a un cultivo exponencial de Lc.lactis subsp.lactis crecido en galactosa inhibe inmediatamente la utilización de este azúcar.

La fermentación de la galactosa podría diferir según las cepas o las especies, el crecimiento en galactosa puede producir una fermentación homoláctica u heteroláctica y a veces con algunas desviaciones del metabolismo para producir formiato, acetato y etanol.

La desviación del metabolismo puede deberse a:

- Baja concentración de la FDP o de la TDP y así baja activación de la

LDH.

- Baja conc. de triosas-fosfato inhibidoras de la piruvato-formiato-liasa.

En una fermentación homoláctica normal el sistema PTS-PEP funciona normal y la conc. de los activadores de la LDH permanece elevada.

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Fermentación de la galactosa en Lactococcus lactis: las 2 vías de penetración y los 2 tipos de metabolismo

Galactosa

Galactosa

Galactosa-1-P

Glucosa-1-P

Glucosa-6-P

Fructosa-6-P

Fructosa-1,6-diP

Gliceraldehído-3-P

Piruvato

Acetil-CoA

Acetil-P

Acetato

Acetaldehído

Etanol

Formiato

Lactato

Galactosa

PEP-PTSPermeasa

Galactosa-6-P

Tagatosa -6-P

Tagatosa-6-diP

Dihidroxiacetona-P

TPP

A

2

3

4

16

11

12

10

13 9

ATP

ADP

NADH

NAD+

NADHNAD+

NAD+NADH

1: Fosfo-β-galactosidasa

2: tagatosa-6-fosfato isomerasa

3: tagatosa-6-fosfato quinasa

4: tagatosa-1,6-diP-aldolasa

6: lactato deshidrogenasa

9: etanol deshidrogenasa

10: galactoquinasa

11:piruvato formiato liasa

12:piruvato deshidrogenasa

13:acetato quinasa

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Metabolismo de la galactosa en los Lactobacilos

La galactosa que proviene de la hidrólisis de la lactosa se liberan al

exterior de las células y puede acumularse en la leche, si es fermentada

se transforma por la vía de Leloir y se fosforila a Gal-1P por medio de la

galactoquinasa.

La fermentación de una molécula de galactosa produce una molécula de

ATP menos que la fermentación de una molécula de glucosa.

Metabolismo de la galactosa en Sc. thermophilus

Contiene una permeasa para galactosa, energía dependiente (ATP) y la

fuerza motriz protónica esta implicada en el transporte. La galactosa sólo

se metaboliza por la vía de Leloir con la condición de que lactosa sea

limitante (ver figura 5).

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2.3 Metabolismo de las pentosas

Las pentosas en algunas especies de Lactobacillus heterofermentativos,

penetran ayudado por permeasas específicas y luego son convertidos en

D-xilulosa-5-fosfato y finalmente a lactato y acetato.

Numerosas cepas homolácticas de Lactobacillus, Streptococcus,

Lactococcus y Pediococcus pueden fermentar pentosas, aqui la

fermentación de las pentosas es heteroláctica con producción de lactato

y acetato en cantidad equimolar.

Las bacterias que poseen un metabolismo homofermentativo en

presencia de hexosas y un metabolismo heterofermentativo en presencia

de pentosas son especies homofermentativas facultativas.

2.4 Determinismo de la heterofermentación

Especies heterofermentativas obligatorias son incapaces de escindir la

FDP: la FDP-aldolasa estaría ausente o reprimida.

Ciertas especies son homofermentativas al crecer en las hexosas o

disacáridos y se convierten en heterolácticas cuando estos azúcares

(glucosa, lactosa) están en concentración [email protected] LAM

La elección entre los 2 tipos de fermentación dependería de la

concentración en FDP, la FDP activa la LDH en la mayor parte de las

bacterias lácticas (salvo la de Sc. thermophilus) y podría inhibir la

glucosa-6P-deshidrogenasa-NADP-dependiente. A baja concentración

de azúcar y así de FDP favorecería el funcionamiento de la vía

heteroláctica en cepas homofermetativas.

2 mecanismos explicarían a producción de compuestos distintos al

lactato:

1. El etanol puede formarse por la vía de las pentosas fosfato por

reducción del acetil-P y producción de CO2 en cantidad apreciable.

2. El formiato (en lugar de CO2), el acetato y el lactato podrían provenir

del piruvato por dismutación de este causado por la enzima piruvato-

formiato-liasa, enzima inhibida por las triosas-fosfato de la vía EMP,

en ausencia de estas se activaría la enzima. De igual modo a pH

alcalino, especies homofermentativas producen lactato asociado a

formiato y acetato.

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2.5 Permeación y el metabolismo de los otros azúcares

• La permeación de la glucosa en bacterias lácticas puede darse por

una permeasa específica o por el sistema PTS.

• Existiría dos PTS para la entrada d glucosa: PTS-glc (presente en

todas las bacterias homofermentativas que usa la vía EMP) y la PTS-

manosa (permite la entrada de manosa, fructosa y glucosa).

• La no utilización de la vía de EMP conduce a la heterofermentación.

• La permeación de la sacarosa y de la maltosa estaría ayudado por un

sistema PTS-PEP. Sólo una mitad de la molécula es metabolizada

por la vía EMP, entonces se produce un bajo contenido en FDP y un

alto contenido de fosfato, esto sería responsable de la inhibición de la

piruvato quinasa y de la LDH.

Regulación de la glicólisis por el ciclo PTS

La velocidad de la glicólisis depende de las concentraciones relativas

de la FDP y del fosfato:

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1. Cuando hay crecimiento en azúcares, la concentración intracelular en

FDP es alta, la de Pi es baja: la piruvato quinasa y la LDH son activadas

y conducen el PEP hacia el lactato y no hacia los sistemas PTS.

2. Al mismo tiempo la alta concentración de FDP activaría la proteína-

quinasa y la transformación de las proteínas HPr hacia la forma

HPr(ser)P inepta para la permeación.

Estos dos fenómenos tienden a disminuir la entrada de los azúcares y

así modular la velocidad de la glicólisis.

La proteína HPr en su forma HPr(ser)P jugaría un papel de modulador

de la actividad de los sistemas PTS en bacterias lácticas incluso en otras

bacterias Gram-positivas.

La inhibición de la piruvato quinasa por el fosfato permite explicar la

constitución del pool PEP en carencia de azúcares.

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El ciclo de la glucólisis y el sistema fosfotransferasa en Lactococcus lactis

EII Lac

Glucosa

Galactosa-6-P

Tagatosa-6-P

Tagatosa-1,6-diP

Triosa-P

Glucosa-6-P

Fructosa-6-P

Fructosa-1,6-diP

2-desoxiglucosa-6-P

Gliceraldehído-1,3-diP

PEP

Piruvato

Lactato

Gliceraldehído-2-P

Gliceraldehído-3-P

Formiato

Acetato

Etanol

Lactosa

Lactosa-6-PEIII-Lac

HPr-P

EIEI-P

HPr

EIII-Lac-P

6

5

2

3

4 7

1

2-desoxiglucosa

EII Man

1: Fosfo-β-galactosidasa

2: tagatosa-6-fosfato isomerasa

3: tagatosa-6-fosfato quinasa

4: tagatosa-1,6-diP-aldolasa

5: piruvato quinasa

6: lactato deshidrogenasa

7: fructosa-1,6-diP-aldolasa

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3. El metabolismo del citrato y del piruvato

El citrato solo, no puede ser utilizado como sustrato de crecimiento por las bacterias lácticas. En presencia de un sustrato fermentable y de una fuente de nitrógeno, ciertas bacterias lácticas pueden utilizar el citrato de la leche.

La vía metabólica de utilización del citrato es idéntica en bacterias lácticas, conduce a la formación de acetato (mayor parte excretado), CO2

y de diacetilo (2,3 butanodiona) – compuesto aromatizante, así mismo son excretados otros productos como: la acetoína y eventualente 2,3-butanodiol.

Producción de diacetilo y de la acetoína

En cultivos puros con Lc.lactis subps.diacetylactis la síntesis de estos compuestos tiene lugar durante la fase exponencial de crecimiento y es máxima cuando el citrato está agotado. En Leuconostoc la producción de diacetilo comienza con la entrada de las células en fase estacionaria.

En cultivos mixtos donde se asocian Lc.lactis subsp.diacetylactis o Leuconostoc con cepas acidificantes, la utilización del citrato y la producción de diacetilo y de acetoína dependen de la cepa aromatizante [email protected] LAM

El metabolismo del citrato en bacterias lácticas

Citrato

Citrato permeasa

Citrato

Oxalacetato

Piruvato

Acetaldehído-TPP

Diacetilo

Acetoína

2,3-butilenglicol

CO2

Acetolactato

CO2

Mg++ ó

Mn++ 1

2

3

4

5

6

Acetato

7

8

TTP

CO2

Acetil-CoA

CoASH

TTP

NADPH

NADP+

NADPH

NADP+

Mg++ ó

Mn++

1: citrato liasa (citritasa)

2: oxaloacetato decarbo-

xilasa

3: piruvato decarboxilasa

4: diacetilo sintetasa

5: diacetilo reductasa

6:acetoína reductasa

7: acetolactato sintetasa

8: acetolactato decarbo-

xilasa

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Regulación del metabolismo del citrato

En Lc.lactis subsp.diacetylactis

En ausencia de azúcar la formación de diacetilo y acetoína se reduce a

trazas, en ausencia de citrato las enzimas de esta vía (citrato liasa,

acetolactato-sintetasa, diacetil reductasa y acetoína reductasa son

constitutivas.

En presencia de citrato , la citrato permeasa es inducida y el citrato

interno es transformado en piruvato. La permeasa se activa solo a un pH

inferior a 6.0 (actividad max. pH 5.0).

El exceso de piruvato producido no puede ser reducido a lactato, se

utiliza para formar acetoína, diacetilo y eventualmente 2,3-butilenglicol.

La adición de Cu+2, Fe+2, Fe+3, Mo+6 y Co +2 aumentan la producción

de diacetilo.

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En Leuconostoc

Un citrato permeasa (pH óptimo < 6,0) ingresa el citrato en la célula e

induce a la citrato liasa y a la acetolactato sintetasa (pH óptimo entre 5,0

y 6,0).

La acetoína puede ser formada teóricamente por dos vías, a partir del

oxaloacetato o del diacetilo.

La producción de acetoína sólo tiene lugar a pH ácido; a pH 5,4 la

adición de azúcares inhibe la utilización del citrato y a pH 4,5 esta

inhibición disminuye, al haber menos piruvato, éste está disponible para

la síntesis de acetoína ( la adición de piruvato no permite la formación

significativa de diacetilo o de acetoína).

Algunos Leuconostoc: Ln.mesenteroides subsp.mesenteroides y

subsp.dextranicum utilizan el citrato prto no producen ni acetoína ni

diacetilo, la vía metabólica es desconocida.

Algunos Lactobacillus como: Lb.reuteri, Lb.acidophilus producen

succinato a partir del citrato.

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4. La producción de acetaldehído

Producido en cantidad variable por las bacterias lácticas, es de gran

importancia en bacterias del yogurt, es considerado el compuesto

aromático más importante del yogurt.

Es producido durante el crecimiento de Sc.thermopilus o de Lb.

delbrueckii subsp. Bulgaricus.

En el yogurt la producción de acetaldehído sería producido por los

Lactobacilos termófilos, la presencia de acetona puede alterar el aroma

del producto, así las mejores cepas deberían producir 2,8 veces más d

acetaldehído que de acetona.

Los precursores del acetaldehído pueden ser el piruvato y el acetil-CoA

derivados del metabolismo de los azúcares. En Lb.delbrueckii

subsp.bulgaricus y Sc.thermophilus una cantidad de acetaldehído deriva

de la treonina que puede ser directamente escindida en glicina y

acetaldehído por una treonina aldolasa.

La hiperproducción de acetaldehído por las bacterias del yogurt podría

explicarse por la ausencia de etanol deshidrogenasa (ADH) y así la

incapacidad de producir etanol a partir de acetaldehído. [email protected] LAM

5. Producción de polisacáridosSc.thermophilus y Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus

o El crecimiento en leche de estas cepas les hace responsables de la

viscosidad, ejemplo en el yogurt. Esta viscosidad es atribuida a la

producción de EPS (exopolisacárido) por dichas cepas.

o Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus produce un EPS soluble en presencia

de diversos substratos carbonados y en fase exponencial precoz,

estaría formado por fructosa y glucosa en relación 2:1 y poseería

enlaces α-(1,4) y α-(1,6).

o El EPS de Sc.thermophilus difiere del de Lactobacilo por estar formado

de galactosa y de glucosa, además están presentes trazas de ramnosa,

arabinosa y xilosa.

Lactococcus lactis

o Cepas de Lc.lactis subsp.cremoris aisladas de leche fermentada cuyas

células son encapsuladas producen EPS. Este EPS podría ser una

glucoproteína

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6. Metabolismo aerobio

Las bacterias lácticas tienen metabolismo fermentativo y son

consideradas anaerobias – son incapaces de sintetizar las porfirinas

hémicas.

Su sensibilidad al oxigeno varía según cepas desde anaerobia estricta

a aerotolerante e insensible.

Poseen catalasas no hémicas llamadas pseudocatalasas – bacterias

lácticas transforman el oxígeno molecular en superóxido (O2˙), en

peróxido (H2O) o en agua. En presencia del aire, el peróxido si no es

destruído por una peroxidasapuede acumularse, autoinhibir la cea

productora e inhibir cepas concurrentes.

Acción del oxígeno sobre el metabolismo de los azúcares

Durante la fermentación láctica en anaerobiosis, la regeneración del

NAD+ stá asegurada por la LDH, la acetaldehído deshidrogenasa y la

etanol deshidrogenasa (fig.3 y 8).

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La presencia del oxígeno puede modificar el espectro fermentativo de las bacterias lácticas y la naturaleza de los productos finales de la fermentación.

Metabolismo heteroláctico aerobio de Leuconostoc

En aerobiosis las enzimas que fermentan (anaerobiosis) la glucosa (acetil-fosfato tansferasa y etanol deshidrogenasa) son poco activas. Por el contrario en aerobiosis, la NADH-oxidasa y la acetato quinasa son activas y conducen el metabolismo hacia la formación de acetato . (figura)

El metabolismo aerobio produce una molécula más de ATP por molécula de sustrato: aumenta la tasa de crecimiento y rendimiento.

Metabolismo aerobio de Lactococcus

El metabolismo homoláctico de Lactococcus es derivado hacia la heterofermentación por la aerobiosis.

La piruvato deshidrogenasa al contrario que la piruvato-formiato-liasa (otra candidata a la transformación del piruvato) es insensible al oxígeno, sino es activada en aerobiosis, así esta enzima transforma el piruvato en acetato con producción de una molécula de ATP suplementaria. (Figuras)

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Las vías de la piruvato formiato-liasa y de la piruvato deshidrogenasa

Piruvato

Hidroxietil-TPP

Acetil-CoA

CO2 TPP

CoASH

NAD+

NADH

Acetil fosfato

Acetato

Acetaldehído

Etanol

NADH

NAD+

NADH

NAD+

Formiato

CoASH

a

b

Pi

CoASH

ADP

ATPf

ec

d

a: piruvato formiato-liasa

b: piruvato deshidro-

genasa

c: acetaldehído deshidro-

genasa

d: etanol deshidrogenasa

e: fosfoacetil transferasa

f: acetato quinasa

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El metabolismo aerobio: Vía heterofermentativa

Glucosa

Glucosa-6-P

6-P-gluconato

Pentosa-5-fosfato

Gliceraldehído-3-P

Piruvato

Lactato

Acetato

Acetil-P

Acetil-CoA

Acetaldehído

Etanol

Pi1

2NAD+

NADH O2

H2O2 ó H2O

NAD+

NADH

H2O2 ó H2O

O2

Pi

H2O2 ó H2O

O2

NAD+

NADH

NADH

NADH

NAD+

NAD+NAD+

NADH

CO2

3

4

5

6

7

8

2ADP

2ATP

ADP

ATP

CoASH

Pi

1: glucoquinasa

2: glucosa-6-P-deshidrogenasa

3: gluconato-6-P-deshidrogenasa

4: pentosa-5-P-cetolasa

5: acetato quinasa

6: fosfoacetil transferasa

7: acetaldehído deshidrogenasa

8: etanol deshidrogenasa

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Producción aerobia de acetoína

♠ En ciertas cepas de Lc.lactis subsp.lactis la α-acetolactato sintetasa es

activada y produce acetoína (fig7) sobre todo en presencia de galactosa

y a la adición de catalasa para eliminar el peróxido.

Oxidación del piruvato

La piruvato oxidasa presente en aerobiosis en muchas bacterias lácticas

produce acetato y una molécula de ATP.

Utilización de lactato por Pediococcus y Lactobacillus

ф Lb.plantarum y Lb.casei son capaces de oxidar el lactato.

Pc.pentosaceus en aerobiosis oxida las formas L(+) y D(-) del lactato

formado hasta acetato y CO2.

ф Este sistema es reprimido por la glucosa e inducido por la galactosa o la

latosa.

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Ventajas del metabolismo aerobio

o Aumenta la producción de ATP y así la tasa de crecimiento y rendimiento

de biomasa.

o Gracias a la producción suplementaria de NAD+ oxidado, el espectro

fermentativo de ciertas bacterias lácticas se extiende a sustratos

inutilizados en anaerobiosis: glicerol, manitol, sorbitol y lactato.

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7. Fermentación maloláctica (FML)

Durante vinificación, en presencia de azúcar como fuente de energía,

ciertas bacterias como Leuconostoc oenos son capaces de fermentar

concentraciones elevadas de ácido málico en ácido láctico con un

rendimiento de transformación muy elevado del 75 al 96%.

Leuconostoc oenos bacteria más frecuente del vino a pH <3,5 y la más

importante en la vinificación y la única que existe en el vino a este pH

ácido.

La FML por Ln.oenos se acompaña de la degradación de los ácidos

cítrico y fumárico con formación de ácido acético y de la utilización de la

arginina, histidina y del acetaldehído.

Ciertas especies de Lactobacillus y Pediococcus se aíslan también del

vino a un pH igual o superior a 3,5 y realizar esta fermentación, pero en

este caso no hay utilización del ácido cítrico y fumárico ni producción de

acetato.

El fumarato, etanol y un pH ácido inhiben a las bacterias malolácticas y

así la fermentación maloláctica.

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La enzima responsable de la fermentación maloláctica (MLE)(E.C.

1.1.1.38). Es una malato-decarboxilasa que exige Mn2+ y NAD+ sin

reducirlo. Transforma el L-malato en CO2 y L-lactato que es liberado al

medio.

La enzima puede ser constitutiva o inducible por el malato en algunas

especies de bacterias lácticas. En presencia de malato se induce otra

enzima que es también una malato-decarboxilasa que produce piruvato

y CO2 reduciendo el NAD+

Fermentación maloláctica y el crecimiento

o En Ln.oenos la fermentación maloláctica estimula la tasa de crecimiento

y la biomasa. La energía suplementaria provendría de la salida del

lactato que engendraría una fuerza motriz protónica.

o El pH del medio conteniendo malato influenciaría la tasa de crecimiento

de la bacteria láctica aumentando o disminuyendo este crecimiento.

o La fermentación maloláctica a pH inferior a 6,0 con Lb.plantarum

consumiría energía, la permeación del malato exige energía. La FML en

estas condiciones serviría para aumentar el pH por decarboxilación del

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8. El metabolismo y los minerales

El magnesio estimula el crecimiento de las bacterias lácticas y la

producción de ácido láctico, ejemplo en Lc.lactis, Sc.thermophilus y

Lb.acidophilus. Es indispensable para muchas enzimas necesarias para

el crecimiento celular o para la producción de aromas.

El manganeso sirve para la resistencia del Lb.plantarum al superóxido.

Diversas especies de Leuconostoc y todos los Lactobacilos exigen Mn2+

y su variación en la leche exlicaría la variación en el crecimiento y la

producción de aromas en Ln.cremoris. Es necesario para la actividad de

numerosas enzimas entre ellas la ARN polimerasa, la LDH, la enzima

maloláctica, la NADH oxidasa, etc.

El fierro transportado por varias moléculas muy afines no tiene efecto

general sobre el crecimiento o sobre la producción de ácido láctico.

El calcio no estimularía el crecimiento de las bacterias lácticas salvo el

de Lb.casei y permitirá la desintegración de las cadenas de células así

como una modificación en su forma en Lb.acidophilus que le permite una

mejor resistencia a la congelación. El lactato formado se excreta

acoplado con dos protones, en este flujo hay formación de ATP por una

ATPasa de membrana dependiente de Ca2+/[email protected] LAM

El transporte del potasio es necesario para la regulación del pH

intracelular. Su concentración es alta y se exige para el crecimiento de

Lb.helveticus y Lb.casei. Otros iones monovalentes Na+, NH4+, entran

en competición con el K+.

El cadmio contaminante de la leche a baja concentración puede inhibir el

crecimiento y la producción de ácido en Lb.delbrueckii subsp.lactis,

Lb.helveticus y Sc.thermophilus.

El cobre inhibe el crecimiento de las bacterias lácticas (Lb.casei,

Lb.debrueckii subsp.bulgaricus, Sc.thermphilus) en la leche y la

producción de ácido láctico a concentraciones entre 10-2 y 10-4 mM.

El cobre Cu2+ así como el Fe2+, Fe3+, Co2+ y el Mo6+ aumentan la

producción de diaetilo.

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9. Lipolisis

La actividad lipolítica de los Lactococos en la leche sería débil pero

podía contribuir al sabor y aroma de los quesos madurados. Estas

bacterias hidrolizarían más fácilmente los mono- y di-glicéridos que los

tri-glicéridos de la leche.

En Lactobacilos homofermentativos mesófilos como Lb.casei y

Lb.plantarum, en termofilos como Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus,

Lb.delbrueckii subsp.lactis, Lb.helveticus y Lb.acidophilus, la actividad

lipásica ha sido manifestado. Los triglicéridos que contienen ácidos

grasos con cadenas cortas son los más fácilmente hidrolizados, los de

la materia grasa de la leche lo son débilmente. El sistema enzimático es

óptimo a un pH neutro y a una temperatura entre 40 y 50°C según la

especie.

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10. Producción de compuestos antagonistas

Las bacterias lácticas son conocidas por producir durante su crecimiento

sustancias que inhiben el crecimiento de otros m.o. Pueden ser los

metabolitos excretados por la bacteria como el ácido láctico o derivados

del metabolismo del oxígeno como el peróxido de hidrógeno. También

producen bacteriocinas que son de naturaleza proteíca.

1. En Lactococcus lactis

Se ha observado la producción de 2 sustancias consideradas

antibióticos: la nisina y la diplococina.

La nisina, grupo de polipéptidos producidos por Lactococcus lactis

subsp.lactis tiene acción contra las bacterias Gram positivas, actúa sobre

las células vegetativas e impide tambien la germinación de los esporos

de bacterias esporuladas como Bacillus y Clostridium.

La acción de la nisina seria sobre la membrana bacteriana, también

inhibe otras bacterias lácticas como a Lactococcus lactis subsp.cremoris,

pero sería inactiva frente a los Lactobacilos y Streptococcus

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La nisina es el único que está autorizado y comercializado en la

industria alimentaria para la conservación de alimentos.

La diplococina es producida por Lactococcus lactis subsp.cremoris su

actividad es más restringida que la nisina y actúa sobre ciertas cepas de

Lactococcus lactis subsp.lactis pero no actúa sobre las bacterias

esporuladas.

La diplococina (polipéptido) detiene inmediatamente la síntesis de ADN

y ARN y la muerte de las células pero no su lisis.

2. En Lactobacilos

o Las bacteriocinas son de naturaleza proteica de acción bactericida y su

actividad esta restringido a especies parecidas.

En Lb.helveticus

Produce la lactocina 27 (glicoproteína). Es activa sobre cepas de Lb.helveticus o

de Lb.acidophilus, provoca el detenimiento de la síntesis proteica pero no la del

ADN o del ARN. La helveticina inhibe solo cepas de Lb.helveticus,

Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus y de Lb.lactis.

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En Lb.acidophilus

La mayoría produce una bacteriocina de origen cromosómico activa sólo

sobre Lb.leichmanii, Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus, Lb.helveticus y

Lb.lactis.

En Lb. plantarum

Produce plantaricina A que inhibe levaduras, bacterias Gram-negativas y

la mayor parte de bacterias Gram-positivas, entre ellas las bacterias

lácticas: Lb.plantarum, Pc.pentosaceus y Ln.paramesenteroides.

En Lb.sake

Algunas cepas produce una proteína llamada sakacina A que inhibe el

crecimiento de Listeria monocytogenes y también diversos Lactobacillus

y Leuconostoc pero sobre todo bacterias Gram-negativas.

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3. En Pediococcus

2 cepas de Pc.pentosaceus producen una proteína llamada pediocina A

que inhibe el crecimiento de otros Pediococcus, de Lb.plantarum,

Ln.mesenteroides, Micrococcus luteus, Baillus cereus, Clostridium

botulinum, Cl.sporogenes, Lb.brevis, Listeria monocytogenes, etc.

Técnicas de conservaciónLos sistemas de conservación de larga duración de las bacterias lácticas

son la congelación a muy baja temperatura y la liofilización.

Lactococcus lactis

Crece a 37°C, para el recuento se usa el medio MRS (empleado sobre

todo para Lactobacilos) y el medio Elliker. El medio M17 es el más usado

contiene β-glicerato de sodio (efecto tampón del medio: a pH 7.15 el

crecimiento es rápido y colonias de buen tamaño en medio sólido)[email protected] LAM

Las células no deben conservarse en medio ácido, favorece las lesiones

de la envoltura y la pérdida de los plásmidos, deben ponerse en

suspensión en un medio de leche nuevo y almacenadas en frío sin

incubación.

Pueden almacenarse en frío en medio M17. El método más utilizado es

la congelación y el almacenamiento a -30°C o menor a -75°C o en

nitrógeno líquido en un medio que contenga M17 nuevo y como

crioprotector glicerol.

La liofilización destruye hasta el 90-95% de las células.

Streptococcus thermophilus

o Para el recuento se usa el medio M17 a pH 6.8 para la distinción con

especies de Lactobacilos. La temperatura de incubación seería de 60°C.

o La conservación es mejor al frío y al vacío o en nitrógeno líquido que en

presencia de aire.

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Leuconostoc

Los medios específicos utilizados no parecen ser muy eficaces, el medio

MRS se usa con frecuencia. No crecen bien en medio M17, su

crecimiento es posible en el medio KCA y Rogosa.

Lactobacillus

Para el recuento se utiliza con frecuencia el medio de Rogosa, aunque

tambien el medio MRS a un pH 6.5 pero con frecuencia de utiliza a pH

5.5.

La conservación tras congelación -196°C de células concentradas es

buena incluso tras 28días. Tras siembra en leche pasteurizada y

conservación a 5°C, la viabilidad (21días) varía con las cepas.

Pediococcus

Se desarrollan bien en medios como MRS con pH 6.2 o en presencia de

ácido ascórbico MRSS o de acetato de talio MRST y el medio RA a pH

6.2.

Las bacterias que sirven de fermentos pueden liofilizarse o mejor

congelarse en presencia de diversos [email protected] LAM

Aplicaciones industriales

Fermentos industriales

• Como fermentos (cultivos iniciadores) en la industria láctea, producción

de quesos, yogurt, etc.

• Fermentos mesófilos, termófilos, de cepa única, fermentos multiples,

fermentos mixtos.

• En la elaboración de mantequilla, cepas productoras de diacetilo (aroma

característico): Lc.lactis subsp.diacetylactis, cepas de Leuconostoc.

• Fermentos lácticos termófilos Sc.thermophilus y Lb.bulgaricus producen

acetaldehído a partir de AAaas presentes en la leche.

• Fermentos mesófilos: Lo forman: Lactococos, ciertos Leuconostoc

(Ln.cremoris, Ln.dextranicum), y ciertos Lactobacillus (Lb.casei,

Lb.plantarum): se usan para la fabricación de quesos frescos: Quarg,

Feta, Cottage, de quesos de pasta blanda: Camembert, Brie, Pont

l’Eveque, Coulommers, de quesos duros de pasta prensada: Cheddar,

Gouda, Edam o de quesos de pasta azul: Roquefort (en particular

Leuconostoc), Silton, Gorgonzola y otros. [email protected] LAM

Los fermentos termófilos: abarcan Sc.thermophilus y Lactobacillus: Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus, Lb.lactis, Lb.helveticus y Lb.acidophilus. Sc.thermophilus y Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus se asocian para producir yogurt y también con otras leches fermentadas: skyrr, koumiss. Sc.thermophilus, Lb.helveticus, Lb.delbrueckii subsp.lactis y Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus forman la flora de los quesos de pasta cocida como el queso Suizo (Emmental, Gruyere) y del tipo Italiano (Parmesano, Romano, Grana).

Cultivos mixtos de fermentos mesófilos: se usa en la fabricación de quesos y mantequilla: Lc.lactis subsp.lactis y subsp.cremoris y especies aromatizantes como el biovar diacetylactis y Leuconostoc.

En la fabricación de Kéfir: se usa entre otros Lc.lactis, Lactobacillus(Lb.brevis) y de Leuconostoc.

Los probióticosEs una preparación bacteriana a base de bacterias lácticas intestinales utilizada en forma revivificable con fines nutricionales o terapéuticos

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Bacterias lácticas utilizadas frecuentemente son Lactobacilos:

Lb.acidophilus, Lb.casei, Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus, Lb.helveticus,

Lb.lactis, lb.salivarius, Lb.plantarum y también Sc.thermophilus, etc.

Bacterias intestinales o no deben ser resistentes a enzimas digestivas de

la cavidad bucal y gástrica, pH ácido del estomago, sales biliares y tener

capacidad de adherirse a la células intestinales para colonizar el tracto

intestinal sin perturbar a la flora intestinal normal.

Los probióticos deben ingerirse con leche. Lactobacilos vivos ingeridos

no debe sobrepasar 10x8-10x9 por dosis.

Probióticos: aumenta la producción de ciertas vitaminas, estimula la

digestión de los alimentos, excretan ciertos AAaas (lisina), mejora la

digestión de la lactosa, probablemente actuarían sobre la estructura del

epitelio intestinal, el número de células productoras de mucus y la

rapidez de renovación celular.

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Consumo de leche con Lb.acidophilus vivo facilitaría el transito intestinal,

combatiría el estreñimiento y el trastorno causado por antibióticos –

ayuda a restaurar el equilibrio de la flora intestinal.

Las bacteriocinas producidas por numerosas bacterias lácticas pueden

inhibir bacterias patógenas del tracto digestivo. Estos probióticos

estimularían la producción de inmunoglobulinas (linfocitos B).

Los probióticos poseerían actividad anticolesterol, ciertas bacterias

lácticas inhibirían la conversión de acetato en colesterol, el

Sc.thermophilus sería responsable de esta acción.

En los productos cárnicos

Flora espontánea predominante en la fermentación de los productos

cárnicos está constituida por Lactobacilos (Lb.plantarum, Lb.brevis,

Lb.fermentum) y Pediococcus (Pc.acidilactici). Estos inhiben la

Salmonelas, Estafilococos o Clostridium boltulinum en la fabricación de

salchichas y bacó[email protected] LAM

En los vegetales

Uso de cultivos puros de bacterias lácticas para la fermentación de

productos vegetales: pepinos, aceitunas, coles, etc. Fermentación

maloláctica.

En la panificación

o Se utilizan junto con cultivos iniciadores: Lb.sanfrancisco, Lb.plantarum,

Lb.delbrueckii, Lb.brevis, etc.

Producción microbiana de ácido láctico

A partir de medios sintéticos, sueros de quesería, sacarosa, etc. las

bacterias lácticas empleadas son homofermentativas: Lb.delbrueckii

subsp.delbrueckii (con glucosa), Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus (con

lactosuero).

E carácter anaerobio facultativo de estas bacterias permite trabajar en un

biorreactor sin eliminar el oxígeno. Se hacen cultivos en batch,

continuos, con células inmovilizadas o atrapadas en [email protected] LAM