Algunas cosas sobre tecnología de los alimentos

Bacteriocinas

Las bacteriocinas son proteínas o péptidos producidos por algunas bacterias y que poseen actividad antimicrobiana, letal o inhibidora, frente a grupos bacterianos estrechamente relacionados con los que las producen. Su naturaleza química permite que puedan ser consideradas conservadores naturales. Su síntesis se produce, generalmente, cuando las bacterias que las sintetizan se encuentran en situaciones de estrés. Como es habitual en las rutas metabólicas de los microorganismos, la síntesis de las bacteriocinas también depende del ecosistema, pH, potencial de óxido-reducción Eh, cantidad de nutrientes, fase de crecimiento, temperatura, oxígeno disponible.

Aunque las bacteriocinas se pueden sintetizar por levaduras, bacterias Gram-positivas y Gram-negativas, son las producidas por las bacterias ácido lácticas las que han recibido mayor atención porque, además de conservar a los alimentos, provienen de un grupo bacteriano, por excelencia, saludable.

Se han aislado e identificado cientos de compuestos como bacteriocinas, si bien, solo parte de ellos se han estudiado como posibles bactericidas o bacteriostáticos. Las décadas de los 80 y 90 han sido muy prolíficas en este campo.

Se han dividido en dos grandes grupos o clases: Clase I o lantibióticos y Clase II que son pequeños péptidos estables al calor y no poseen lantionina. Las bacteriocinas de la Clase II son las más abundantes y las que presentan mayor posibilidad de aplicación como conservadores de todo tipo de alimentos.

En general, las aplicaciones de las bacteriocinas dependen de su especificidad y características de actividad según el medio en que se encuentran: pH, solubilidad, fuerza iónica del alimento y temperatura, sobre todo. No todas se comportan igual en un mismo medio.

Algunas tienen ventajas aplicables en la industria: las “lactococcinas” tienen aplicaciones tecnológicas, además de bactericidas, por la proteolísis que desarrollan con la liberación de sus enzimas intracelulares. En el caso de los quesos madurados tipo Cheddar se ha observado que la mayor proteolísis, con la consiguiente liberación de aminoácidos, disminuye el sabor amargo que producen los péptidos hidrofóbicos y, por tanto, tienen mejor aroma, así como, mejor textura en menor tiempo, ahorrando económicamente el proceso.

Las bacteriocinas se pueden introducir en un alimento de diferentes formas:

. En alimentos fermentados como metabolito de los microorganismos utilizados como fermentadores.

. Se pueden introducir como subproductos de la fermentación láctica (suero) en otros alimentos.

. Se pueden agregar purificadas y concentradas directamente en un alimento.

Para que las bacteriocinas se puedan aplicar en un alimento deben ser:

- No tóxicas.

- Estables y muy activas en ese producto.

- Poseer un amplio espectro de actividad antibacteriana.

- No otorgar aromas ni sabores extraños al producto.

- No ser cara y que sea fácil su uso.

Nisina.

Es la bacteriocina más conocida y aplicada desde hace décadas en alimentación. Es un polipéptido sintetizado por Lactococcus lactis. Está incluída en la clase I de bacteriocinas, es decir, es un lantibiótico. Es muy eficaz como conservador frente a bacterias Gram-positivas. No es eficaz con las bacterias Gram-negativas. Es capaz de impedir el desarrollo de clostridios y bacilos, destruyendo la pared de la espora. La sensibilidad a la nisina varía de unas bacterias a otras. La dosis mínima de eficacia no es siempre la misma.

Desde 1981 está permitida en EEUU como conservador para prevenir el desarrollo y crecimiento de Clostridium botulinum y, por tanto la producción de la toxina botulínica, en la elaboración de quesos pasteurizados.

Las grandes ventajas que ofrece la nisina como conservador son:

- Resistencia térmica. Permite su aplicación a productos enlatados y conservados a altas temperaturas. Mediante la acción de la nisina, se reduce la temperatura de tratamiento, o bien, manteniendo la misma temperatura de tratamiento reduce la contaminación previa del alimento a procesar.

-Estable a pH bajo (menor de 6).

-Síntesis a lo largo de todo el ciclo de desarrollo del Lactococcus, no sólo en la fase exponencial, como otras bacteriocinas. Esto permite que, aunque haya terminado la fase de crecimiento de la población láctica, se siga sintetizando la nisina en los alimentos que se encuentren estas bacterias.

Tiene el inconveniente de que los alimentos ricos en grasa, ésta disminuye su eficacia. También debe tenerse en cuenta que, como las bacteriocinas son proteínas, no debe agregarse nisina a los alimentos que contengan enzimas proteolíticos o microorganismos que tengan estos enzimas. La nisina se puede destruir por la nisinasa de Bacillus cereus y por la quimotripsina.

Se ha comprobado que la nisina es eficaz frente a Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus y Listeria monocytogenes. La nisina está considerada como GRAS y se aplica a distintos alimentos. Las posibilidades del uso de la nisina como conservador natural ha permitido su empleo en la industria quesera, cárnica, de conservas por calor y tiene un gran futuro en la industria cervecera por inhibir durante la fermentación de la malta las bacterias Gram-positivas que inhiben a las levaduras fermentadoras y se adueñan del proceso. No obstante, sus aplicaciones, tienen que ser aprobadas por las legislaciones correspondientes. Actualmente, se comercializa bajo distintas marcas, empleándose para prevenir patógenos y alteraciones en distintos alimentos, según países.

Productos antimicrobianos producidos por las bacterias ácido lácticas (LAB).

Producto

Productor


Ácido láctico

Todas las BAL


Ácido acético

BAL heterofermentadoras

Peróxido de hidrógeno

Todas las LAB

Alcoholes

BAL heterofermentadoras

Dióxido de carbono

BAL heterofermentadors

Diacetilo

Lactococcus spp.

Reuterina

Lactobacillus reuteri

Bacteriocinas

Clase I de bacteriocinas

Nisina

Lactococcus lactis

Clase II de bacteriocinas

Sakacina P

Lactobacillus sake

Sakacina K

Lactobacillus sake

Curvacina A/ Sakacina A

Lactobacillus curvatus

Carnobacteriocina A

Carnobacterium piscicola

Pediocina

Pediococcus acidilactici

AcH/PA-1/SJ-1

Pediococcus parvulus

Lactobacillus plantarum

Leucosina A/B- Talla

Leuconostoc gelidum

Leuconostoc carnosum

Mesentericina Y 105

Enterocina A

Enterocina B

Enterocina P

Leuconostoc mesenteroides

Enterococcus faecium

Enterococcus faecium

Enterococcus faecium

La curvacina A y la sakacina A,P y K, producidas, respectivamente, por Lactobacillus curvatus y Lactobacillus sakei aislados de productos cárnicos, son muy eficaces para inhibir Listeria monocytogenes . La PediocinaA-1/CHA producida por Pediococcus acidilactici, Pediococcus parvulus y Lactobacillus plantarum, inhibe el crecimiento de Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes y Clostridium perfringens . En embutidos curados secos, la utilización de las bacteriocinas, JDI-23, la PAC 1.0, producidas por Pediococcus acidilactici y la MSC, producida por Lactobacillus plantarum, reducen la población de Listeria monocitogenes.

La aplicación de bioconservadores en la industria alimentaria está salvando de muchos problemas de contaminaciones patógenas al consumidor y de deterioro a los alimentos. La principal fuente de bioconservadores para alimentos, al menos la más utilizada, es el grupo de bacterias ácido lácticas que es muy diversa y amplia, con gran cantidad de sustancias que elaboran con su metabolismo. Esta “panacea” de conservación de alimentos, junto a las características que manifiestan de prevención de ciertas enfermedades y deterioros fisiológicos para el hombre, ha dado lugar a que las bacterias lácticas más interesantes como adyuvantes tecnológicos, conservadores y de la salud de los consumidores se les denomine probiotas . Los alimentos que se fermentan o enriquecen con probiotas se están considerando funcionales, es decir, buenos para la salud humana: yogures líquidos y sólidos, vegetales fermentados, productos cárnicos fermentados, etc. Todas las cepas de bacterias ácido lácticas que se emplean en la elaboración de estos alimentos han sido previamente seleccionadas, no sólo, por sus características tecnológicas sino, también, por sus características conservadoras del producto y por su capacidad de beneficiar la fisiología del consumidor. Desde los años 80, se están manipulando muchas de estas bacterias genéticamente para potenciar aquellas vías metabólicas que más interesan por sus beneficios para la salud humana. El consumidor es cada día más exigente con la alimentación y la tecnología de alimentos investiga, día a día, cómo mejorar la nutrición y contentar al consumidor. Aún quedan muchos microorganismos por investigar y muchas rutas metabólicas que, en el futuro se pueden conocer y mejorar:

-Alimentos muy sanos, bien conservados, sin sustancias tóxicas.

- Nutritivos, que aporten el mayor número de micronutrientes que se necesitan para alimentarse y funcionar bien.

-Beneficiosos que prevengan de disfunciones fisiológicas que pueden degenerar en enfermedades graves.

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