2. Microbiología y fisiología de las
bacterias.
Son bacterias Gram positivas, no
esporuladas y microaerófilas que
producen ácido láctico como producto
mayoritario de la fermentación de
carbohidratos. Se diferencian en dos
grupos según los productos resultantes
de la fermentación de la glucosa de la
leche, homofermentativas y
heterofermentativas.
Las homofermentativas transforman las
hexosas en ácido láctico por la ruta de
Embden Meyerhoff y las
heterofermentativas producen una
mezcla de ácido láctico, etanol y CO2
por una vía lateral de hexosa
monofosfato
3. PRODUCCIÓN Y EVALUACIÓN SENSORIAL DE QUESOS CON
EL USO DE BACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS EN LA INHIBICIÓN
DE MICROORGANISMOS PATÓGENOS
se estudió el efecto inhibitorio de cepas de
BAL (bacterias ácido lácticas)aisladas de
quesos del estado de Chiapas, contrala
bacteria patógena, Escherichiacoli. Las
bacterias ácido lácticas que presentaron
actividad antimicrobiana serán utilizadas
como cultivos iniciadores en la elaboración
de queso crema para disminuir la presencia
de microorganismos patógenos.
4. Conclusiones
Dado a que si hubo presencia de inhibición, la cepa de mayor viabilidad para la
elaboración de quesos fue la cepa Q21 presentando mayor antagonismo
bacteriano.
Se observó durante el proceso de elaboración del queso con la adición de la
cepa Q21 la coagulación de la leche y la extracción de suero fue más lenta en
comparación a los otros quesos.
En el análisis sensorial tuvo mayor preferencia el queso elaborado con leche
cruda, teniendo como segunda opción al queso elaborado con adición de la cepa
Q21.
Se recomienda realizar pruebas microbiológicas en el queso elaborado con la
adición de la Cepa Q21 como también realizar pruebas de vida de anaquel en los
3 tipos de queso.
5. Microorganismos probióticos
los probióticos más estudiados son las
Bacterias Ácido Lácticas (BAL),
particularmente, Lactobacillus acidophilus,
Lactobacillus casei y las bacterias del
yogurt, Lactobacillus delbrueckii spp.
bulgaricus y Streptococcus salivarius spp.
thermophilus; aunque también ha habido
considerable interés en el género
Bifidobacterium spp.
Las BAL, se caracterizan por su capacidad
de fermentar glúcidos produciendo ácido
láctico Debido a esta capacidad, las BAL se
han utilizado ampliamente en la producción
de leche y otros productos lácteos
fermentados. Se reconocen en todo el
mundo más de 20 especies diferentes de
microorganismos probióticos en humanos.
Criterios para la Selección de un
Microorganismo Probiótico
• Las cepas deberán ser de origen humano.
• Cepas no patogénicas.
• Cepas no toxigénicas.
• Estabilidad de las cepas en ácido gástrico y bilis.
• Antagonismo contra bacterias patógenas y
carcinogénicas.
• Producción de sustancias antibacteriales.
• Capacidad de adherirse a células intestinales
humanas.
• Capacidad de colonizar en tracto intestinal
humano.
• Excelente crecimiento in vitro.
• Cepas seguras para su uso clínico y en
alimentos
6. Efectos Benéficos de los
Microorganismos Probióticos.
Mejoramiento a la resistencia contra
patógenos.
• Estimulación del sistema inmunológico.
• Disminución de síntomas de la
intolerancia a la lactosa.
• Mantener en equilibrio la flora
intestinal y urogenital.
• Prevención y reducción de la diarrea.
• Reducción de los niveles de enzimas
fecales relacionadas con el cáncer.
• Reducción del síndrome de colon
irritable.
• Reducción del colesterol sérico.
7. Variedad de alimentos fermentados en Japón y
otros países del este asiático, y los microorganismos
involucrados en su fermentación.
Sake
El sake es una bebida alcohólica tradicional japonesa hecha a partir de arroz, producida en
las regiones frías de Japón, en invierno. Para la producción, el arroz hecho al vapor es
inoculado con moho de Aspergillus oryzae incubado a 30ºC por dos días.
Este arroz crecido con moho es denominado koji y el Aspergillus oryzaees denominado
moho-koji en Japón. Durante la incubación, el oryzae acumula amilasas (fundamentalmente
α-amilasa and glucoamilasa) para degradar el almidón en glucosa ( El koji luego es mezclado
con agua y la levadura fermentadora productora de alcohol denominada Saccharomyces
cerevisiae, e incubado por 2 a 4 semanas para producir la semilla de levadura.
Esta semilla de levadura es luego mezclada con más koji, más arroz hecho al vapor, y agua,
para producir la fermentación alcohólica. Esta última generalmente es realizada a 10-15ºC
por 4 semanas.
En la etapa de preparación de la semilla de levadura y en la etapa de fermentación
alcohólica, los LAB que crecen espontáneamente producen lactato a partir de glucosa y este
lactato previene el crecimiento de otros microorganismos que podrían echar a perder el
proceso
8. Este fenómeno posiblemente se debe a su
psicrotolerancia y capacidad de crecimiento
a baja temperatura. Al final de la
fermentación, la concentración de alcohol y
el pH en la mezcla generalmente alcanzan
el 15-17% v/v y 4.0 respectivamente.
Los productos fermentados son
habitualmente filtrados para remover las
partículas de arroz remanentes, y el sake
clarificado resultante es luego vendido en
los mercados con o sin calentamiento
posterior. Dicho calentamiento tiene la
función de eliminar los microorganismos
contaminantes que podrían producir
amargor o cambios en el sabor y turbidez
del producto final. Estos microorganismos
podrían ser Lactobacillus acetotolerans, L.
fructivorans, L. hilgardii, y L. paracasei [3,
4]. Los japoneses degustan el sake frío o
tibio, y también lo utilizan en la preparación
de platos japoneses típicos
9. Leches fermentadas
Los productos lácteos fermentados forman parte de las recomendaciones y guías de una
alimentación saludable. No solo aportan macro y micronutrientes y una mayor biodisponibilidad de
éstos, sino que contienen bacterias que favorecen una microbiota adecuada para la salud. A las
bacterias clásicas empleadas en la elaboración de productos lácteos fermentados se ha
incorporado recientemente en muchos de ellos bacterias probióticas, que actúan en la flora
intestinal, desplazando a los patógenos, produciendo sustancias e interviniendo posiblemente
sobre los mecanismos de la inmunomodulación. En consecuencia, la incorporación de su consumo
a la dieta de la familia y desde los primeros años de vida del niño es recomendable.
La utilización de las bacterias acidolácticas (BAL) en la industria láctea permite la obtención de un
amplio número de productos lácteos fermentados de gran relevancia en la dieta diaria. Entre ellos
se encuentran el yogur, las leches fermentadas, el queso fresco, el queso madurado y la
mantequilla acidificada. El yogur es el producto de más aceptación y disponibilidad. Su proceso de
elaboración permite que el producto final que llega al consumidor contenga BAL vivas,
suspendidas en leche acidificada. Las BAL presentes en el yogur se caracterizan, además de por
su inocuidad, por su tolerancia al medio ácido (resisten incluso valores de pH en torno a 3), su
capacidad para fermentar la lactosa y otros carbohidratos (con la consiguiente producción de ácido
láctico, que contribuye a la coagulación de la caseína láctea), su capacidad aromatizante y su
efecto bioconservante. La predigestión que las BAL realizan de la lactosa, las proteínas y los
lípidos de la leche facilita asimismo que el organismo absorba los nutrientes.
10. Leches fermentadas
La inoculación de la leche con cultivos iniciadores
de BAL seleccionadas permite la obtención de
yogur y de otros productos lácteos fermentados
con unas características organolépticas óptimas.
Asimismo, la inoculación de cepas seleccionadas
de un modo controlado y dirigido permite la
reproducibilidad del proceso de producción. De
este modo, la selección de las distintas especies y
cepas microbianas es decisiva a la hora de
obtener productos con las mejores propiedades
organolépticas y nutricionales
Con fermentación láctica como la leche acidificada
por acción de Lactococcus lactis y sus spp.,
Leuconostoe mesenterrides y sus spp. o mediante
fermentación láctica o alcohólica como el kéfir,
mediante Streptococcus casei, S. lactis, S.
cremoris, S. diacetylactis, L. delbrueckii spp.
Bulgaricus y Kluyveromyces marxianus.
11. BENEFICIOS DE LOS
ALIMENTOS FERMENTADOS
Los alimentos fermentados, pueden ser considerados como alimentos probióticos,
debido a la presencia de bacterias ácido lácticas que les confieren beneficios a los
consumidores.
Los efectos fisiológicos relacionados con bacterias probióticas incluyen: reducción
de pH en el intestino, producción de algunas enzimas digestivas y vitaminas,
producción de sustancias antibacteriales como por ejemplo ácidos orgánicos,
bacteriocinas, peróxido de hidrógeno, diacetilo, acetaldehído, sistema
lactoperoxidasa, lactonas y otras sustancias sin definir, reconstrucción y
construcción de microflora intestinal normal después de desórdenes causados por
diarrea, terapia de antibióticos y radioterapia, reducción de colesterol en la sangre,
supresión de infecciones bacteriales, eliminación de carcinogénesis, mejoramiento
de la absorción de calcio. Para que el efecto benéfico sea efectivo en la salud del
huésped, un cultivo debe ser ingerido en cantidades suficientes, la concentración
sugerida de BAL está en el rango de 106- 107ufc g de producto.
12. Metabolismo de las bacterias lácticas y
producción de ácido láctico por ellas
la producción de ácido láctico solo se puede entender si conocemos el
metabolismo de la lactosa en las bacterias lácticas. Se trata de un ácido incoloro y
prácticamente insípido pero indispensable para la conservación de productos
fermentados, porque al bajar el pH permite crear un microambiente desfavorable
para las bacterias patogénicas. El metabolismo es diferente, según las bacterias
lácticas sean clasificadas como homofermentativas o heterofermentativas.
13. Bacterias lácticas homofermentadoras:
La mayoría son bacterias mesófilas
homofermentadoras, toleran temperaturas entre
20ºC y 45ºC y suelen pertenecer al género
Lactococcus. También podemos encontrar otras
termófilas, toleran temperaturas por encima de 45ºC,
por ejemplo Streptococcus thermophilus,
Lactobacillus delbrueckii subesp.bulgaricus y
Lactobacillus helveticus. Estas bacterias
homofermentadoras, fermentan la lactosa de la leche
produciendo únicamente ácido láctico.
Generalmente el metabolismo de la lactosa empieza
cuando este disacárido es introducido en el interior
de las células por un sistema de transporte, llamado
fosfoenol piruvato-lactosa fosfotransferasa (PEP-
PTSlac)
14. Bacterias lácticas heterofermentadoras:
Las bacterias lácticas heterofermentadoras,
metabolizan la lactosa y producen una
molécula de ácido láctico, una de etanol y
una de CO2 y además en condiciones de
aerobiosis producen ácido acético. La
producción de cada uno de estos
componentes viene determinada por la
energía, el estado redox del
microorganismo y por la ausencia de
aldolasa.
Este proceso se ha estudiado en detalle en
la bacteria Leuconostoc mesenteroides
subsp. cremoris. Aquí la lactosa es
hidrolizada por una beta-galactosidasa,
originándose glucosa y galactosa. La
galactosa es transformada a glucosa-6-
fosfato por la ruta de Leloir y junto con la
glucosa es metabolizada por la ruta de la
fosfocetolasa
15. Otras funciones de las bacterias lácticas.
Producción de
bacteriocinas.
Las bacteriocinas son toxinas proteicas
producidas por algunas bacterias lácticas que
inhiben el crecimiento de otras bacterias Gram
(+) y de Gram (-). Las bacteriocinas son
considerados como “biopreservantes” y en
algunos casos pueden remplazar a algunos
antibióticos con fines de conservación En el
pasado, la utilización de antibióticos con fines
de desinfección de los productos lácteos eran
la causa de una producción irregular de ácido.
Actualmente está prohibida la presencia de
antibióticos en la leche y se utilizan cultivos de
bacterias lácticas capaces de sintetizar
bacteriocinas. Además, las bacteriocinas no
son tóxicas, no provocan alergias y son bien
digeridos en el intestino humano.
La más conocida es la Nisina A, producida
por Lactococcus lactis. Su función es inhibir
el crecimiento sobre todo de bacterias Gram
(+), entre ellas Clostridium botulinum,
Staphylococcus, Bacillus y Lysteria
monocitogenes. También inhibe el
crecimiento de algunas Gram (-), como
Salmonella. Su mecanismo de acción
consiste en la capacidad de formación de
poros en la membrana plasmática de la
bacteria sensible a la acción de esta
bacteriocina, lo que altera la permeabilidad
de la membrana, la fuerza protón-motriz de
la misma y su capacidad de sintetizar ATP
16. Mantequilla
La mantequilla es un producto con alto contenido en grasa que se obtiene a partir de la nata
de la leche y contiene agua y otros componentes de la leche, en bajo porcentaje.
Dependiendo del contenido en ácidos grasos insaturados, la mantequilla puede tener
diferentes texturas. Para la formación de la mantequilla debemos explicar cómo se obtiene la
nata. En primer lugar, la nata que equivale a la grasa de la leche, se separa del resto de los
componentes de la leche. La nata debe ser pasteurizada a temperaturas elevadas para
inhibir el crecimiento de microorganismos patógenos que como Estreptococos, que puedan
acelerar la maduración de la mantequilla. La pasteurización también elimina la actividad de
enzimas, como las lipasas, que podrían tener efectos perjudiciales sobre la calidad de la
nata.
Estas enzimas son las responsables de la degradación de los triglicéridos y de la liberación
de ácidos grasos que darían flavor desagradable al producto lácteo.
17. Mantequilla
Seguidamente se produce su batido, lo que
lleva a la ruptura de las membranas que
rodean los glóbulos de materia grasa formadas
por fosfolípidos, lipoproteínas y proteínas y
entonces permite que se junten los glóbulos de
materia grasa formando una masa única.
A este batido además se pueden adicionar
bacterias lácticas como Lactobacillus
helveticus,Streptococcus thermophilus, que
permiten hidrolisis controlada de la nata, es
decir de los triglicéridos y otras como
Leuconostoc citovarum y Leuconostoc
dextranicum, que producen el diacetilo que da
el sabor a la mantequilla. En algunos casos se
ha comprobado que uno de los ácidos grasos
liberados es el ácido linoleico, importante en la
dieta como ácido graso omega que ayuda a
disminuir colesterol. La mantequilla contiene
bajos porcentajes de este ácido, solo 2%
18. Bacterias lácticas en embutidos fermentados
espontáneamente
La presencia de determinantes ecológicos tales como la presencia de NaCl, nitrato/nitrito,
azúcares, aw (0,85 - 0,92), temperatura (24 - 30 ºC hasta 12 - 18 ºC) así como la existencia de
gradientes de oxígeno durante la maduración, son responsables de la selección de la microbiota
capaz de crecer en este particular nicho cárnico. En general, en embutidos fermentados
tradicionales, los microorganismos frecuentemente identificados y adaptados a las rigurosas
condiciones imperantes son Lactobacillus (L.) sakei, L. curvatus, L. plantarum, Enterococcus y
Pediococcus. La prevalencia de L. sakei y L. curvatus ha sido ampliamente informada
las BAL son microorganismos fermentativos cuyo producto principal es el ácido láctico,
responsable del descenso de pH durante la fermentación de la carne implicando diversos efectos
beneficiosos, tales como:
i) inhibición del crecimiento de microorganismos patógenos y causantes de alteraciones
ii) desnaturalización de las proteínas, permitiendo la coagulación proteica con el consecuente
desarrollo de la textura características y reducción de la capacidad de retención de agua por
parte de las proteínas cárnicas, hecho que acelera el proceso de secado
iii) inducción de las reacciones de reducción de nitratos y nitritos, promoviendo la formación del
color típico de producto curado
iv) modulación de las reacciones enzimáticas que contribuyen al desarrollo del aroma y sabor
19. Cocos Gram positivos, catalasa positivos, en
embutidos fermentados espontáneamente
Los microorganismos responsables de las
reacciones de reducción de nitratos, que
conducen a la formación del rojo típico de
curado en los embutidos fermentados
pertenecen al género Staphylococcus
(coagulasa negativos) siendo los más
frecuentemente identificados
Staphylococcus xylosus, S. carnosus, S.
saprophyticus y S. equorum. Entre ellas, S.
xylosus y S. carnosus demostraron ser
altamente competitivos durante la
fermentación de embutidos sobreviviendo a
condiciones de estrés tales como elevadas
concentraciones de NaCl y bajas
temperaturas.
20. 1] Sandor Ellix Katz. “El Arte de la Fermentación”, Gaia Ediciones, 2016, España.
[2] Sandor Ellix Katz. “Pura Fermentación”, Gaia Ediciones, 2013, España.
3] René Redzepi y David Zilber. “La Guía de Fermentación de Noma”, Editorial Neo Person,
España
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