ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN

INGENIERÍA EN ALIMENTOS

TEMA:

ACTIVIDAD DE AGUA (Aw)

INTEGRANTES:

Pablo Andrés Solano Ocampo Marisol Alexandra Álvarez Moreira Katherine Michelle Lomas Ascencio

PROFESORA: Msc. María Fernanda Morales Romo Leroux

FECHA DE ENTREGA: jueves, 5 de Julio del 2012

TÉRMINO I

2012 – 2013

INTRODUCCIÓN

Como comúnmente se conoce el agua es un elemento esencial para el desarrollo de la vida y es uno de los principales componentes de los alimentos. El agua juega un papel primordial en varios aspectos relacionados con la industria alimentaria, ligada a diversos factores como son: la textura o la proliferación de microrganismos; estos necesitan la disponibilidad de agua, de para crecer y llevar a cabo sus diversas funciones metabólicas, por tanto la mejor forma de medir la disponibilidad de agua es mediante la actividad de agua (Aw).

Dada la importancia de la actividad de agua, analizaremos a fondo en esta investigación las diversas definiciones que presenta el termino Actividad de Agua(Aw será la simbología que usaremos para mencionar en ocasiones a este factor), también nos enfocaremos en la importancia de este factor en el crecimiento microbiano, los Rangos óptimos de crecimiento para la mayoría de microorganismos, daremos algunos ejemplos de microorganismos que crecen a diferentes rangos de Aw, haremos una clasificación de los microorganismos por su tolerancia a condiciones de baja Aw, daremos definiciones precisas sobre los microorganismos halófilos y osmofilicos, también describiremos las estructuras celulares que ayudan que los microorganismos resistan condiciones de altas concentraciones de solutos, daremos a conocer por qué estos microorganismos pueden resistir estas condiciones sin que sus proteínas y lípidos celulares se destruyan, luego se explicara la calidad monomérica que conforman las proteínas celulares para evitar su desnaturalización a altas concentraciones de solutos destruyan sus estructuras celulares y su crecimiento, se dará ejemplos de microorganismos halófilos y osmofilicos. Finalizaremos este gran trabajo explicando la calidad monomérica que conforman lípidos celulares para evitar esta destrucción y por último se darán ejemplos de productos alimenticios que presentan condiciones extremas para el crecimiento microbiano.

Al referirnos a la actividad de agua, podemos mencionar la capacidad que ciertos microorganismos poseen para tolerar altas concentraciones de solutos, y debemos considerar estos microorganismos para la conservación de productos que presentan estas características, por lo cual no solo se emplea una sola técnica de conservación sino la combinación de varias para constituir una buena barrera que impida el crecimiento microbiano.

Cuanto menor es la actividad de agua en los alimentos, mayor es su vida útil; entonces los alimentos que tienen actividades de agua menores, se conservaran en condiciones óptimas durante largos periodos de tiempo, en cambio, los alimentos que tienen actividades de agua mayor, serán más propensos a la contaminación microbiológica y sus cuidados serán más delicados. Los microorganismos que actuaran en estos

procesos de deterioro requieren diferentes rangos de actividad de agua, por lo que podemos encontrar diversos tipos de microorganismos capaces de sobrevivir en diferentes hábitats, dando lugar así al llamado fenómeno osmótico debido al gradiente de concentración de solutos presentes. Es por esto que se ha ido desarrollando varias técnicas para controlar estos niveles de actividad de agua.

Además el propósito de este trabajo no será simplemente en dar definiciones del significado o significados sobre el termino actividad de agua, lo que queremos dar a conocer principalmente es la manera como los microorganismos involucrados en concentraciones tan altas de solutos, pueden resistir a estas condiciones sin que sus estructuras lleguen al punto de una deshidratación o una lisis, de tal modo que los solutos utilizados no inhiban procesos bioquímicos celulares, estos solutos que intervienen son los que definiremos como solutos compatibles; además deseamos que el lector entienda y logre diferenciar cada uno de estos microorganismos que se mencionaran en la investigación, así como el hábitat o rangos óptimos para que estos aceleren su velocidad de crecimiento.

Además se expondrán las conclusiones del paper que corresponde al tema de:

“Resistencia al stress osmótico de levaduras aisladas de Queso Artesanal de Corrientes.”

ACTIVIDAD DE AGUA

El termino actividad de agua es un concepto que se ha venido desarrollando eficazmente gracias a grandes investigaciones planteadas por ciertas instituciones o grupos de científicos dedicados exclusivamente a dar una explicación sobre este factor. La actividad de agua se relaciona suficientemente bien con las velocidades de muchas reacciones degradativas (la alterabilidad de los alimentos), pero este a su vez lleva una estrecha relación con otros factores como: concentración de oxigeno, pH, movilidad del agua y el tipo de soluto presente en el medio, todos ellos necesitan ser cuidadosamente controlados para optimizar un producto de buena calidad. Entre otras definiciones sobre que es actividad de agua podemos resalar:

“Se denomina actividad de agua a la relación entre la presión de vapor de agua del substrato de cultivo (P) y la presión de vapor de agua del agua pura (P0)”

El valor de la actividad de agua nos da una idea de la cantidad de agua disponible metabólicamente. Por ejemplo: comparemos el agua pura donde todas las moléculas de agua están libremente disponibles para reacciones químicas con el agua presente en una disolución saturada de sal común (NaCl) donde una parte importante de las moléculas de agua participa en la solvatación de los iones de la sal disuelta. En este último caso, la actividad de agua mucho menor que en el primero. Conforme aumenta la cantidad de solutos en el medio, disminuye su actividad de agua.

Es la relación que existe entre la presión de vapor de un alimento dado en relación con la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura.

Los microorganismos requieren la presencia de agua, en una forma disponible, para que puedan crecer y llevar a cabo sus funciones metabólicas. La mejor forma de medir la disponibilidad de agua es mediante la actividad de agua (aw). La aw de un alimento puede reducirse aumentando la concentración de solutos en la fase acuosa de los alimentos mediante la extracción del agua o mediante la adición de solutos.

La deshidratación es un método de conservación de los alimentos basado en la reducción de la aw, durante el curado y el salazonado, así como en el almíbar y otros alimentos azucarado son los solutos los que, al ser añadidos, descienden la aw. Un pequeño descenso de la aw es, a menudo, suficiente para evitar la alteración del alimento, siempre que esta reducción vaya acompañada por otros factores antimicrobianos.

La mayoría de las bacterias y hongos crece bien a aw entre 0,98 y 0,995; a valores aw más bajos la velocidad de crecimiento y la masa celular disminuyen a la vez que la duración de la fase de latencia aumenta hasta llegar al infinito (cesa el crecimiento).

Algunos tipos de microorganismos son capaces de crecer en condiciones de alto contenido de sal (baja aw). Dependiendo de la capacidad de supervivencia a baja aw se denominan osmófilos, xerófilos y halófilos (según va aumentando su requerimiento de sal). Sin embargo, la baja aw reduce también la tasa de mortalidad de las bacterias: una baja aw protege los microorganismos durante tratamientos térmicos.

Relaciones entre Actividad de Agua y otros factores con los que se encuentra estrechamente ligados en la calidad de un producto alimenticio:

Relación entre la Actividad de Agua y la Temperatura:

La actividad de agua depende de la temperatura dado que ésta influye también sobre la presión de vapor de agua de las soluciones pero el efecto es pequeño con la mayoría de los solutos salvo que las soluciones sean saturadas. En tales casos, las cantidades de algunas sustancias de la solución, y, por tanto, la aw, pueden variar marcadamente con la temperatura.

Relación entre la Actividad de Agua y la Humedad relativa en equilibrio (HRE):

La HRE se refiere estrictamente a la atmósfera en equilibrio con una solución o alimento y constituye una expresión menos apropiada que la aw como forma de medir el agua disponible. La HRE, como la aw, es la relación entre la presión de vapor de la solución y la del agua pura pero expresadas en porcentaje.

Relación entre la Actividad de Agua y la presión osmótica:

La presión osmótica está relacionada con la aw a través de la expresión donde R es la constante de los gases, T la temperatura absoluta, loge aw el logaritmo natural de la aw y V el volumen molar parcial del agua. El uso de la presión osmótica presupone la presencia de una membrana con unas características de permeabilidad adecuadas.

Relación entre la Actividad de Agua y la concentración de solutos: La ley de Raoult puede expresarse de la siguiente forma:

Es decir, la relación entre la presión de vapor de la solución y la del solvente puro es igual a la fracción molar del solvente, donde p y po son las presiones de vapor de la solución y del solvente, respectivamente y n1 y n2 el número de moles del soluto y del solvente, respectivamente. Para una solución 1 molal de un soluto ideal, aw = 0.9823 Sin embargo, los solutos nunca son ideales. Por una parte, las interacciones entre las moléculas pueden reducir el número efectivo de partículas en la solución, mientras que por otra, la disociación puede incrementar realmente dicho número. Tales

factores conducen a desviaciones del sistema ideal que son realmente grandes para los no electrolitos a concentraciones superiores a 1 molal y para los electrolitos a cualquier concentración. Los coeficientes osmóticos hallados experimentalmente se utilizan para contrarrestar el comportamiento no ideal y los valores de aw se calculan a partir de la expresión. Donde m es la concentración molal del soluto, v es el número de iones generado por cada molécula de soluto y es el coeficiente osmótico molal.

Relación entre la Actividad de Agua y el contenido de agua:

La relación entre la composición de un alimento y su aw es bastante compleja. Para conocer esta relación lo habitual es determinar los valores de la aw del alimento a diferentes concentraciones de agua, los que se representan gráficamente con el fin de obtener la isoterma de sorción de agua.

Los factores que reducen la presión de vapor de agua en los alimentos y, por tanto, la aw son la adsorción de las moléculas de agua a las superficies, las fuerzas capilares y las sustancias disueltas que se han mencionado anteriormente. Normalmente se acepta que el primer ascenso de la isoterma representa la adsorción del agua formando una monocapa de moléculas en los lugares de adsorción del producto sólido. Al añadir más agua, la isoterma crece rápidamente a medida que los solutos se disuelven y se llenan los espacios capilares. Estos fenómenos se solapan y algunos pueden no estar representados en la isoterma. Puede no verse la monocapa en los alimentos que contienen poco material estructural si las fuerzas capilares tienen poca influencia.

IMPORTANCIA DE ESTE FACTOR EN EL CRECIMIENTO MICROBIANO

Variaciones en la actividad de agua puede afectar la tasa de crecimiento, la composición celular y la actividad metabólica de la bacteria, debido a que si no disponen de suficiente cantidad de agua libre (no asociada a solutos, etc) en el medio necesitaran realizar más trabajo para obtenerla y disminuirá el rendimiento del crecimiento.

La actividad de agua es un factor clave para el crecimiento microbiano, producción de toxinas y resistencia al calor de los microorganismos, en general el límite inferior de actividad de agua para el crecimiento microbiano es 0.90 para la mayoría de las bacterias, 0.87 para la mayoría de levaduras y 0.80 para la mayoría de los hongos.

Las bacterias halófilas, levaduras amófilas y hongos serófilos pueden crecer a actividad de agua superiores a 0.60. El efecto de la actividad de agua sobre el crecimiento de los microorganismos fue la base del desarrollo de los alimentos semihumedos o de humedad intermedia para animales domésticos.

El valor de la actividad de agua está relacionado con el de la humedad relativa (HR) de la siguiente forma:

Cuando un microorganismo se encuentra en un substrato con una actividad de agua menor que la que necesita, su crecimiento se detiene. Esta detención del crecimiento no suele llevar asociada la muerte del microorganismo, sino que éste se mantiene en condiciones de resistencia durante un tiempo más o menos largo. En el caso de las esporas, la fase de resistencia puede ser considerada prácticamente ilimitada.

Añadiendo humectantes a los alimentos de humedad intermedia para animales se puede disminuir su actividad de agua hasta aproximadamente 0.80 manteniendo una textura tópica de un material semihumedos.

La aw de un alimento se puede reducir aumentando la concentración de solutos en la fase acuosa de los alimentos mediante la extracción del agua o mediante la adición de solutos. Algunas moléculas del agua se orientan en torno a las moléculas del soluto y otras quedan absorbidas por los componentes insolubles de los alimentos. En ambos casos, el agua queda en una forma menos reactiva.

La deshidratación es un método de conservación de los alimentos basado en la reducción de la aw (lo que se consigue eliminando el agua de los productos). También el agregado de solutos desciende la aw lo cual se da durante el curado y salado, así como en el almíbar y otros alimentos azucarados. A medida que una solución se concentra, la presión de vapor disminuye y la aw desciende a partir de un valor máximo de 1 para el agua pura (en ausencia de capilares o fuerzas de adsorción). La aw está relacionada con el punto de congelación y con el de ebullición así como con la humedad relativa en equilibrio (HRE) y la presión osmótica.

Los alimentos con baja aw se conservan en óptimas condiciones durante períodos más largos de tiempo. Por el contrario, aquéllos cuya actividad de agua es elevada están sometidos a contaminación microbiológica y su conservación es mucho más delicada. Por esta razón, en alimentos más perecederos se utilizan técnicas de conservación como la evaporación, secado o liofilización para aumentar así su vida útil. Conociendo la aw de un alimento, es entonces posible predecir el tipo de microorganismos con potencial de desarrollo y deterioro del producto. La actividad del agua predice de manera más real y efectiva el crecimiento microbiano porque los microorganismos pueden usar únicamente el agua “disponible”, la cual difiere considerablemente dependiendo del soluto presente. En promedio, los iones enlazan la mayor cantidad de agua, mientras que los polímeros sólo atan cantidades menores; los azúcares y los péptidos caen en una posición intermedia. A una misma concentración molecular, la sal reduce la actividad del agua más que el azúcar.

Además de la relación existente entre crecimiento microbiano y actividad del agua, una serie de aspectos adicionales relativos a la microbiología de alimentos son influenciados por este parámetro. El efecto de la aw sobre la esporulación, germinación y producción de micotoxinas es complejo. En el caso de levaduras, por ejemplo, mayores valores se necesitan para esporulación que para germinación de las esporas. La aw mínima para producción de toxinas es generalmente mayor que la mínima para crecimiento microbiano.

La actividad de agua es un parámetro que establece el inicio o final del crecimiento de muchos microorganismos. La mayoría de patógenos requieren una aw por encima de 0,96 para poder multiplicarse. Sin embargo existen otros que pueden existir en valores inferiores. Por ejemplo, algunos hongos que son capaces de crecer a valores inferiores a 0,6.

RANGOS ÓPTIMOS DE CRECIMIENTO PARA LOS MICROORGANISMOS

La gran mayoría de los microorganismos requiere unos valores de actividad e agua muy altos para poder crecer. De hecho, los valores mínimos de actividad para diferentes tipos de microorganismos son, a título orientativo, los siguientes: bacterias aw>0.90, levaduras aw>0.88, hongos filamentosos aw>0.80. Como puede verse, los hongos filamentosos son capaces de crecer en substratos con una actividad de agua menor (mucos más secos) de la que permite el crecimiento de bacterias o de levaduras. Por esta razón se puede producir deterioro de alimentos

de baja actividad de agua (por ejemplo, el queso o almíbares) por mohos (hongos filamentosos) y no por bacterias.

Existen microorganismos extremadamente tolerantes a las actividades muy bajas (toleran valores de aw=0.60). Algunos de estos microorganismos pertenecen al grupo de las Arqueas y pueden observarse en las salinas de desecación formando manchas coloreadas en los depósitos de sal.

La reducción de la actividad de agua para limitar el crecimiento bacteriano tiene importancia aplicada en industria alimentaria. La utilización de almíbares, salmueras y salazones reduce la actividad de agua del alimento para evitar su deterioro bacteriano.

El crecimiento y la multiplicación bacteriana se producen cuando se presentan determinadas condiciones que transforman al medio ambiente en un lugar propicio para esas actividades. Algunos alimentos son excelentes medios para la vida bacteriana.

Entre las condiciones favorables que presenta los alimentos se pueden mencionar aquellas que tienen que ver con la naturaleza propia del alimento. Existen otras condiciones como el tiempo y la temperatura adecuada que están relacionadas con factores externos al alimento.

Grupos principales de alimentos en relación con su aw:

1. Tienen aw de 0,98 o superior las carnes y pescados frescos, las frutas, hortalizas y verduras frescas, la leche, las hortalizas en salmuera enlatadas, las frutas enlatadas en jarabes diluidos. Existen muchos alimentos con un alto contenido en agua entre los que se encuentran los que tienen un 3,5 % de NaCl o un 26 % de sacarosa en la fase acuosa. En este rango de aw crecen sin impedimento alguno todos los microorganismos causantes de toxiinfecciones alimentarias y los que habitualmente dan lugar a alteraciones, excepto los xerófilos y halófilos extremos.

2. Tienen aw entre 0,98 y 0,93 la leche concentrada por evaporación, el concentrado de tomate, los productos cárnicos y de pescado ligeramente salados, las carnes curadas enlatadas, los embutidos fermentados (no secos), los embutidos cocidos, los quesos de maduración corta, queso de pasta semidura, las frutas enlatadas en almíbar, el pan, las ciruelas con un alto contenido en agua. La concentración máxima de sal o sacarosa en la fase acuosa de estos alimentos está entre el 10% y 50%, respectivamente. Todos los microorganismos conocidos causantes de toxiinfecciones alimentarias pueden multiplicarse al menos a los valores más altos de aw comprendidos en este intervalo.

3. tienen aw entre 0,93 y 0,85 los embutidos fermentados y madurados, el queso Cheddar salado, el jamón tipo serrano, la leche condensada azucarada. A este grupo de

alimentos pertenecen aquellos con un contenido en sal superior al 17% y los que contienen concentraciones de sacarosa a saturación en la fase acuosa. Entre las bacterias conocidas, sólo una (Staphylococcus aureus) es capaz de producir intoxicación alimentaria a estos niveles de aw pero pueden crecer muchos mohos productores de micotoxinas.

4. Tienen aw entre 0,85 y 0,60 los alimentos de humedad intermedia, las frutas secas, la harina, los cereales, las confituras y mermeladas, las melazas, el pescado muy salado, los extractos de carne, algunos quesos muy madurados, las nueces. Las bacterias patógenas no crecen en este intervalo de aw. Sin embargo la alteración, cuando ocurre, se debe a microorganismos altamente resistentes a baja actividad de agua como los xerófilos, osmófilos o halófilos.

5. Tiene aw inferior a 0,60 los dulces, el chocolate, la miel, los fideos, las galletas, las papas fritas, las verduras secas, huevos y leche en polvo. Los microorganismos no se multiplican por debajo de una aw de 0,60 pero pueden permanecer vivos durante largos en forma de endosporas.

MICROORGANISMOS QUE CRECEN A DIFERENTES RANGOS DE AW

Tabla No.1: Actividad del Agua y Crecimiento de Microorganismos en AlimentosRango de

AWMicroorganismos

generalmente inhibidos por el Aw más bajo de este

rango

Alimentos generalmente dentro de este rango

1.00- 0.95 Pseudomonas, Escherichia, Proteus, Shigellas, Klebsiella, Bacilos, Clostridium perfringes, algunas levaduras.

Productos frescos y enlatados, vegetales, carne, pescado y leche, salchichas cocinadas y pan, alimentos conteniendo aprox. hasta 40% de sacarosa o 7% de cloruro de sodio.

0.95 – 0.91

Salmonella, Vibrio parahaemoliticus, C. botulinum, Lactobacillus, algunos mohos, levaduras (Rhodotorula, Pichia)

Quesos (Cheddar, Suizo, Muenster, Provolone), carnes curadas (jamones), concentrados de fruta, alimentos conteniendo 55% de sacarosa o 12% de cloruro de sodio.

0.91 – 0.87

Muchas de las levaduras (Candida, Torulopsis, Hansenula), Micrococcus

Embutidos fermentados (salami), pasteles esponjosos, quesos secos, margarinas, alimentos conteniendo 65% de sacarosa saturada o 15% de cloruro de sodio.

0.87 – 0.80

La mayoría de los mohos (micotoxigenic penicillia), Staphylococus aureus, la mayoría de los

La mayoría de los jugos concentrados, leche condensada azucarada, siropes de chocolate, maple y frutas; harina, arroz conteniendo 15-17% de humedad,

sacaromicetes (bailii) spp., Debariomicetes

pasteles de frutas, jamones estilo country y fondants.

0.80 – 0.75

Muchas de las bacterias halófilas, aspergilli micotoxigénico.

Jaleas, Mermeladas, masapán, frutas glaseadas, algunos marshmallows.

0.75 – 0.65

Mohos Xerófilos (Aspergillus chevalieri, A. candidus, Wallemia sebi), Saccharomyces bisporus.

Hojuelas de avena conteniendo aproximadamente 10% de humedad, marshmallows, jaleas, malazas, azúcar morena, algunas frutas secas, nueces.

0.65 – 0.60

Levaduras Osmófilas (Sacaromyces rouxii), algunos mohos (Aspergillus echinulatus, Monascus bisporus)

Frutas secas conteniendo del 15 al 20% de humedad, algunos toffes y caramelos, miel.

0.50 No existe proliferación microbiana

Pastas conteniendo 12% de humedad aprox., especies conteniendo 10% de humedad aprox.

0.40 No existe proliferación microbiana

Huevos deshidratados conteniendo aprox. 5% de humedad.

0.30 No existe proliferación microbiana

Galletas, miga de pan, etc, conteniendo del 3 al 5% de humedad.

CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS POR SU TOLERANCIA A CONDICIONES DE BAJA AW:

La mayoría de las bacterias y hongos crece bien a aw entre 0,98 y 0,995; a valores aw más bajos la velocidad de crecimiento y la masa celular disminuyen a la vez que la duración de la fase de latencia aumenta hasta llegar al infinito (cesa el crecimiento). Algunos tipos de microorganismos son capaces de crecer en condiciones de alto contenido de sal (baja aw).

Dependiendo de la capacidad de supervivencia a baja aw se denominan osmófilos (viven en medios hipertónicos) y xerófilos (se desarrollan en ambientes secos por falta de agua).

XEROFILOS.

Los organismos capaces de sobrevivir en condiciones de extrema sequedad denominados xerófilos a manera general van desde colonias de bacterias (estas bacterias colorean las rocas de los desiertos por lo que también se les conoce como "desert varnish", barniz del desierto), hasta colonias simbióticas de algas con hongos (líquenes). Generalmente las colonias de bacterias sobreviven mejor en las rocas expuestas al sol, pero en el caso de que las rocas hayan sido colonizadas previamente por líquenes las bacterias no pueden desarrollarse plenamente. Esto puede deberse a

diferencias en la humedad o por ácidos orgánicos producidos por los líquenes. Ejemplos de este grupo son las bacterias Metallogenium y Pedomicrobium.

Disacáridos como la sacarosa protegen a las membranas y proteínas de la desecación estando relacionada la acumulación de estos disacáridos con la supervivencia de ciertos organismos. Cuando se retira el agua de la capa de fosfolípidos de la membrana el disacárido actúa de forma que mantiene las membranas desecadas en un estado físico similar al de las membranas hidratadas.

Las bacterias absorben manganeso y hierro de la atmósfera y lo precipitan sobre la superficie de las rocas como una capa negra de óxido de manganeso o como una rojiza de óxido de hierro. Esta pequeña capa de precipitado también incluye partículas de arcilla cementadas que ayudan a las bacterias a luchar contra la desecación.

MICROORGANISMOS HALOFILICOS Y OSMOFILICOS

OSMOFILOS:

Los microorganismos Osmófilos son aquellos que viven en medios hipertónicos, es decir, medios donde la Aw del exterior es menor que la del citoplasma. Las bacterias poseen mecanismos compensatorios por lo que tienden a aumentar la osmolaridad interior por encima de la del medio para garantizar la entrada de agua del ambiente y mantener su metabolismo. Ello se logra esencialmente aumentando la concentración de un soluto muy soluble en agua en el interior celular, soluto llamado genéricamente soluto compatible.

Microorganismos especializados que viven en medios hipertónicos; entre los osmófilos podemos distinguir los sacarófilos y los halófilos.

Uno de los mejores ejemplos de microorganismos sacarófilos no es una bacteria, sino las levaduras, que viven en jugos vegetales, néctares, zumos, etc.

Son capaces de crecer a altas concentraciones de azúcar; utilizan como solutos compatibles polioles como el sorbitol, el ribitol, etc.

HALÓFILOS:

Son organismos que muestran gran afinidad por la sal por lo que viven en ambientes hipersalinos que se definen generalmente como aquellos en los que la concentración de sal supera la del agua de mar (3.5% de sales totales); podemos distinguir los halófilos moderados y los halófilos extremos o hiperhalófilos.

Halófilos moderados : suelen ser bacterias marinas (ej.: Vibrio fischeri) que viven en 3.5% de NaCl, y que ven inhibido su crecimiento a concentraciones mayores o menores de sales. Los halófilos moderados tienen requerimientos concretos de una aw equivalente a la de agua de mar, así como concentraciones determinadas de iones Na+. El papel jugado por este Na+ es:

1) mantenimiento de los sistemas de membrana citoplásmica y transporte;

2) estabilización de la pared celular;

3) requerimiento por parte de muchas enzimas.

Entre los representantes de este grupo hay algunos eucariotas tales como: crustáceos (p.e. Artemia salina), insectos (p.e. Ephydra hians) algunas plantas (p.e. Salicornia spp),algas (p.e. Dunaliella viridis), hongos y protozoos (p.e.Fabrea salina).

Entre las bacterias halófilas moderadas, hay una gran diversidad que muestran metabolismos muy variados. Entre las fototróficas se mencionan a las cianobacterias planctónicas y formadoras de tapetes microbianos (microbial mats) y otras bacterias fototróficas anaerobias del grupo de las bacterias rojas y verdes del azufre (p.e. Ectothiorhodospira spp.) y no del azufre (p.e. Chromatium spp.).

Halófilos extremos (hiperhalófilos): Recientemente se han aislado algunas cepas de bacterias del género Salinibacter, pero por el momento, la mayoría de los microorganismos halófilos extremos son procariotas pertenecientes al

dominio Archaea y se conocen como halobacterias y más recientemente como haloarqueas. Aunque al principio se creyó que las haloarqueas estaba constituido por un grupo reducido de especies, hoy se sabe que se trata de un grupo muy diverso de microorganismos. Una de las especies mejor conocida es el Halobacterium salinarum, del que se ha obtenido el genoma completo.

Las imágenes de microscopía de muestras procedente de los cristalizadores de las salinas Bras del Port, muestran una gran variedad de morfologías indicando la presencia de una amplia diversidad de microorganismos, muchos de las cuales no se han logrado todavía cultivar en el laboratorio a pesar de los numerosos intentos en distintos laboratorios.

Las arqueas del género Halobacterium, que viven en (y de hecho requieren) concentraciones saturantes de sales (salitrales, lagunas salinas), usan como soluto compatible el K+, concentrándolo a partir del medio donde viven, hasta que el citoplasma queda prácticamente saturado con él (4 a 7 M). Esta gran concentración de potasio es esencial para mantener la estabilidad y actividad de sus ribosomas, enzimas y sistemas de transporte. Pero las estructuras superficiales de estas arqueas requieren altas concentraciones de cloruro sódico.

Dejando aparte las bacterias halófilas, hay algunas bacterias halotolerantes (como por ejemplo, Staphylococcus aureus), pero la inmensa mayoría de los procariotas viven a valores de actividad de agua de 0.98. Por ello, un método que ya se conocía empíricamente en la antigüedad para conservar ciertos alimentos era el desecarlos o salarlos, o añadirles grandes cantidades de azúcar (como en las mermeladas).

Podemos resumir a los microorganismos halófilos en:

Halófilos Discretos (1-6% NaCl) Halófilos Moderados (6-15% NaCl) Halófilos Extremos (15-30% NaCl)

ESTRUCTURAS CELULARES QUE AYUDAN A LOS MICROORGANISMOS A RESISTIR CONDICIONES DE ALTAS CONCENTRACIONES DE SOLUTOS

Cuando un organismo crece en un medio con una actividad baja acuosa, debe realizar un trabajo para extraer agua del medio. No obstante, los organismos no son capaces de transportar moléculas de agua por sí mismas; el movimiento de agua es un proceso estrictamente físico. Así, una célula solamente puede obtener agua incrementando su concentración interna de solutos. Se puede tener incremento en la concentración interna de solutos ya sea bombeando iones del ambiente al interior de la célula, sintetizando algún soluto soluble. Se conocen organismos que tienen alguno de estos mecanismos.

El soluto utilizado dentro de la célula para el ajuste de la actividad de agua citoplasmática no debe inhibir los procesos bioquímicos dentro de la célula; esos com-puestos se llaman solutos compatibles. Podemos mencionar varios ejemplos de solutos compatibles.

1) Los cocos Gram positivos, por ejemplo Staphylococcus, son capaces de vivir en ambientes de actividad acuosa moderadamente baja. Estos organismos utilizan el aminoácido prolina como soluto compatible. Un procedimiento de enriquecimiento común para, Staphylococcus una bacteria halotolerante, es un medio que contenga 7.5% de cloruro de sodio.

2) Muchas bacterias Gram negativas capaces de tolerar una concentración similar de sal usan el aminoácido glutamato como un soluto compatible.

3) Las halobacterias (por ejemplo, Halobacterium salinarium) son Arqueobacterias que viven en habitats muy salinos, por ejemplo los lagos salados o los estanques de evaporación de sales. Estos organismos usan iones potasio como soluto compatible, concentrándolo del ambiente hasta que el interior de la célula, donde casi se satura con potasio.

4) Algunas levaduras osmotolerantes pueden vivir en presencia de una alta concentración de azúcar o de sal estos organismos presentan problemas en la descomposición de los alimentos de materiales muy azucarados, por ejemplo los jarabes, o de soluciones muy ricas en sales como las salsas. Las levaduras osmotolerantes utilizan polialcoholes como el Sorbitol o el tibitol como solutos compatibles.

5) El alga halofílica Dunaliella salina vive en lagos sumamente salados, corno el Gran Lago Salado, o en pozos de evaporación. Esta alga sintetiza glicerol como soluto compatible.

6) Los líquenes son organismos compuestos de un hongo y un alga, que viven juntos. Los líquenes son capaces de vivir directamente en la atmósfera, donde las actividades del agua suelen ser muy bajas. Pueden extraer agua de la atmósfera por producción de un polialcohol como el manitol o el sorbitol como solutos compatibles.

Todas las Arqueobacterias halofílicas requieren cantidades grandes de sodio para su requerimiento, en el caso de Halobacterium, en donde se han llevado a cabo estudios detallados sobre salinidad, los requerimientos de Na+ no se pueden satisfacer por sustitución con otro ion, aun cuando esté relacionado químicamente, por ejemplo el ion K+. Ciertos organismos pueden resistir las fuerzas osmóticas que acompañan la vida en un ambiente con una concentración elevada de solutos acumulando compuestos orgánicos intracelularmente; estos últimos compuestos han recibido la denominación de solutos compatibles. Estos compuestos contrarrestan la tendencia de la célula deshidratarse en condiciones de alta fuerza osmótica, haciendo que la célula tenga un equilibrio positivo con su entorno. Irónicamente sin embargo, aunque Halobacterium sólo vive en ambientes osmóticamente agresivos, no produce ningún soluto orgánico compatible. En lugar de este, las células de Halobacterium bombean grandes cantidades de K+ del ambiente hacia el interior de la célula de modo que la concentración de K+ dentro de la célula es similar o ligeramente superior que la concentración de Na+ fuera de la célula; así Halobacterium emplea un ion inorgánico como su soluto compatible.

La pared celular de Halobacterium está estabilizada por los iones sodio; en ambientes bajos en sodio, la pared celular se rompe. En micrografías electrónicas de cortes finos de Halobacterium, el organismo aparece semejante a otras bacterias Gram negativas en muchos aspectos, pero la pared celular es muy diferente. El Na+ se fija a la superficie externa de la pared de Halobacterium y es absolutamente indispensable para el mantenimiento de la integridad celular; cuando hay insuficiente Na+, la pared celular se rompe y la célula se lisa. No existe peptidoglucano en la pared celular de Halobacterium y en su lugar la pared celular está compuesta de glucoproteína. Esta proteína tiene un contenido excepcionalmente alto de los aminoácidos acídicos aspartato y glutamato y un bajo contenido de aminoácidos básicos (lisina y arginina). Las cargas negativas aportadas por los grupos carboxilo de estos aminoácidos en la glucoproteína de la pared celular están escudados por el Na+; cuando el Na+ se diluye fuera, las partes negativamente cargadas de la proteína se repelen activamente unas a las otras, originando la lisis celular.

Las proteínas citoplásmicas de Halobacterium son también altamente ácidas, pero los estudios de varias enzimas halobacterianas han demostrado que para su actividad se requiere K+ en lugar de Na+. Esto, desde luego, no es sorprendente cuando se recuerda quo K+ es el catión que predomina en el interior de las células de Halobacterium. Al lado de una composición altamente acida de los aminoácidos, las proteínas citoplásmicas de estas bacterias contienen niveles muy bajos de aminoácidos hidrofóbicos. Probablemente este fenómeno representa una adaptación evolutiva al citoplasma altamente acídico de Halobacterium; en un ambiente tan elevadamente polar, las proteínas tienden a permanecer en solución, en tanto que las moléculas no polares tenderían a agruparlo y posiblemente a perder actividad. Los ribosomas Halobacterium también requieren niveles elevados de K+ para su estabilidad (los ribosomas de los no halófilos no tienen requerimientos de K+). Así, parece que las Arqueobacterias, extremadamente halofílicas, están muy bien adapta-das, tanto interna como externamente, a la vida en un ambiente altamente iónico. Los componentes celulares expuestos al ambiente externo requieren una alta con-centración de Na+ para su estabilidad, en tanto que los componentes internos requieren la concentración elevada de K+. En ningún otro grupo de bacterias encon-tramos esos requerimientos únicos de cationes específicos en cantidades tan elevadas.

Aunque carecen de clorofila en condiciones de baja aeración, Halobacterias salinarium y algunas otras halófilas extremas sintetizan e iludían dentro de sus membranas una proteína denominada bacteriorrodopsina. La bacteriorrodopsina se denomina así por su similitud funcional con el pigmento visual del ojo, la rodopsina. Conjugada con la bacteriorrodopsina está una molécula de retinal, parecida a un carotenoide que puede absorber la luz y catalizar la transferencia de protones a través de la membrana citoplásmica. Por su contenido en retinal, la bacteriorrodopsina es de color púrpura y las células de Halobacterium adaptadas a un desarrollo en condiciones de aireación altas, al verse en condiciones limitadas de oxigeno cambian gradualmente de un color naranja o rojo a uno más púrpura rojizo debido a la inserción dentro de la membrana citoplásmica de la Bacteriorrodopsina. Aisladas las membranas púrpura de Halobacterium halobium contienen alrededor de 25% de lípidos y 65% de proteínas y

la membrana púrpura está insertado al azar sobre la superficie de la membrana cituplásmica; esto sugiere que la bacteriorrodopsina está introducida dentro de las membranas preexistentes durante la conexión a bajo O2.

La bacteriorrodopsina absorbe energéticamente la luz en la región verde del espectro, alrededor de los 570 nm. El cromóforo retinal de la bacteriorrodopsina, que normalmente existe en la configuración y completamente trans, se convierte temporalmente en la forma cis después de la absorción de la luz. Esta transformación da como resultado la transferencia de protones a la superficie externa de la membrana, la molécula de retinal regresa entonces a su forma más estable, el isómero todo trans en la oscuridad después de la captación, de un protón del citoplasma, completando así el ciclo. Al acumularse los protones sobre la superficie externa de la membrana, el gradiente electroquímico de protones se incrementa hasta que la membrana está suficientemente "cargada" para conducir la síntesis del ATP por la acción de la ATPasa unida a la membrana.

Se ha demostrado que la producción de luz, mediada por ATP en H. salinarium sustenta un crecimiento lento de este organismo, anaeróbicarnente, en condiciones nutricias en las cuales no se efectúan otras reacciones generadoras de energía, y la luz se ha demostrado que mantiene la viabilidad de los cultivos de Halobacterium incubado en anaerobiosis en ausencia de fuentes orgánicas de energía. La bomba de protones estimulado por la luz de H. salinarium también funciona para bombear Na+ hacia afuera de la célula mediante la acción de un sistema Na+/H+ y de conducir la fijación de una variedad de nutrientes, incluyendo K, necesario para el equilibrio osmótico. La captación de aminoácidos por H. salinarium se ha demostrado que indirectamente es conducida por la luz, debido a que el transporte cíe aminoácidos ocurre con la captación de Na+por un portador sym de aminoácido/Na+. La captación continuada depende de la remoción de Na+ vía del sistema Na+/H+ (dirigido por la luz). Una bomba diferente dirigida por la luz, llamada halorrodopsina es utilizada por las halobacterias para bombear Cl- dentro de la célula y equilibrar el ion K+.

Balance de agua en los halófilos

Estas bacterias requieren grandes cantidades de sodio para crecer. En el caso de Halobacterium, donde se han llevado a cabo detallados estudios de salinidad, el ión K+ no puede reemplazarse por otro, ni siquiera por el potasio. Los microorganismos pueden soportar fuerzas osmóticas que acompañan a su desarrollo en ambientes con muchos solutos, debido a la acumulación intracelular de de compuestos orgánicos llamados biocompatibles. Estos solutos contrarrestan la tendencia celular a deshidratarse en ambientes con mucha fuerza osmótica apropiada para el desarrollo de su bioquímica, en lo que se denomina un balance de agua positivo con el medio ambiente. En el caso de Halobacterium bombea grandes cantidades de potasio al

interior celular, hasta el punto, que la concentración dentro de la célula es carias veces superior al sodio extracelular.

Ión Concentración en el medio (M)

Concentración en las células (M)

Na+ 3,3 0,8

K+ 0,05 5,3

Mg+ 0,13 0,12

Cl- 3,3 3,3

La pared celular de Halobacterium está formada de una glicoproteína estabilizada por iones sodio, que es fundamental para mantener la integridad celular; cuando escasea el sodio de la célula simplemente se lisa. Esto es debido a la presencia de enormes cantidades de aminoácidos negativamente cargados como son el aspartato y el glutamato en tal glicoproteína de superficie. Cuando hay suficiente sodio, las cargas negativas de los grupos carboxilo están neutralizadas por este catión, pero cuando es insuficiente la repulsión electrostática de las cargas negativas conduce a la lisis celular.

Componentes citoplasmáticos de los halófilos

Como las proteínas de las paredes celulares, las proteínas citoplasmáticas de Halobacterium son también altamente acídicas y requieren potasio para la actividad en lugar de sodio lo cual no es sorprendente, cuando se tiene en cuenta que K+ es el catión interno predominante en las células de Halobacterium. Además, las proteínas citoplasmáticas contienen muy baja proporción de aminoácidos hidrofóbicos como lisina, sobre todo si se compara con bacterias no halófilas. Esto también tiene sentido, pues las proteínas muy polares en un medio muy iónico tienden a permanecer en

solución, mientras que los no polares tienden a agruparse y perder actividad. Los ribosomas de Halobacterium también requieren altos niveles de potasio para la estabilidad (los ribosomas de los no halófilos no tienen tales requerimientos). Por todo ello, es bastante evidente que las Archeas halófilas extremas están altamente adaptadas tanto hacia afuera como hacia dentro a hábitat salinos. Los componentes celulares que están expuestos hacia fuera requieren sodio mientras que los que están expuestos hacia dentro requieren, como se ha visto, potasio. Con la excepción de unos pocos halófilos extremos de Bacteria que también utilizan el potasio como soluto compatible, en ningún otro grupo se da esta peculiaridad de tan alto requerimiento de cationes para el mantenimiento de la actividad biológica.

La acumulación de solutos puede ser:

-Bombeando iones inorgánicos del exterior

-Sintetizando o concentrando del exterior solutos orgánicos

ASPECTOS BIOQUÍMICOS DE LA VIDA A CONCENTRACIONES ELEVADAS DE SOLUTOS

Se presumía que los microorganismos que se desarrollaban a concentraciones elevadas de solutos poseían un contenido celular más diluido, pero actualmente se ha precisado que la aw interna es comparable con la del medio de cultivo. Las halobacterias y halococos pueden ser insólitos en el sentido que se promueve una aw interna apropiada eliminando Na+ y concentrando K+. Las enzimas y otras proteínas de estos gérmenes requieren niveles específicos elevados de ClK para la estabilidad y actividad máxima. Las concentraciones internas altas de K+ actúan como protectores osmóticos.

Las proteínas de las halobacterias y de los halococos no solo requieren una aw baja, sino que también reaccionan específicamente con el K+ además las envolturas celulares de las halobacterias precisan una concentración de ClNa de 1 a 2 M para su estabilidad, lisandose las células al ser suspendidas en concentraciones salinas inferiores a esta.

Las bacterias y los halococos comparten un número de propiedades diversas únicas, incluyendo la posesión en la membrana celular de lípidos con enlace éter más que ester, pero probablemente estas características se relacionan con la halófila y reflejan una conexión de evolución fundamental.

Es posible que el resto de los halofitos, y el grupo de microorganismos xenotolerantes impidan la penetración del soluto externo y mantengan una a similar dentro y fuera de las células , sintetizando concentraciones altas de polioles (generalmente glicerol y a veces orbitol o manitol) osmoticamente activos

Exceptuando los micoplasmas, que carecen de pared celular, las bacterias pueden vivir en medios tanto hipotónicos como hipertónicos, debido a la protección de una pared celular rígida y a la membrana citoplásmica semipermeable.

Normalmente el citoplasma de las bacterias poseen una osmolaridad ligeramente superior a la del entorno, lo que garantiza el paso de agua al interior. La presión de turgor es relativamente constante porque la membrana citoplásmica se topa con la rigidez de la pared celular. Esta presión de turgor permite que la bacteria aguante cambios bruscos de concentración de solutos en su entorno (dentro de ciertos límites). Pero esto plantea una pregunta (que intentaremos responder a continuación): ¿cómo logra la bacteria ajustar su osmolaridad interna a esos cambios exteriores?

A) En medios hipotónicos (con una aw>aw del citoplasma) es la pared celular la que ejerce todo el papel: su rigidez se opone a la entrada de agua, y por lo tanto, evita que la membrana citoplásmica tienda a sufrir una presión de turgor excesiva.

Recordemos que las bacterias Gram-negativas poseen dos compartimentos acuosos: el citoplasma y el periplasma. En el periplasma existe un oligosacárido especial, derivado de la membrana (el MDO, consistente en 6-10 unidades de ß-D-glucosa unidas por enlaces ß(1 2), y con residuos de fosforilcolina y fosfatidil-etanolamina), que interviene en regular la osmolaridad. Sus grupos negativos están contrarrestados por iones positivos, que igualmente colaboran en la regulación osmótica.

En un medio con baja osmolaridad (p. ej., aguas fecales) aumenta la concentración del MDO, lo cual supone un aumento de la osmolaridad del periplasma, que presiona

contra el peptidoglucano. De esta manera la presión de turgor del protoplasto se transmite al periplasma y de él al peptidoglucano, que es la estructura más resistente.

B) En medios hipertónicos (cuando la aw del exterior es menor que la del citoplasma). Las bacterias poseen mecanismos compensatorios por los que tienden a aumentar la osmolaridad interior por encima de la del medio (para garantizar la entrada de agua del ambiente y mantener su metabolismo). Ello se logra esencialmente aumentando la concentración de un soluto muy soluble en agua en el interior celular, soluto llamado genéricamente soluto compatible, lo cual se puede lograr por varios posibles mecanismos:

Bombeando iones al interior; Sintetizando una molécula orgánica osmóticamente activa; Bombeando sustancias osmoprotectoras.

En el caso de los iones, el ión bombeado suele ser el potasio (K+), por un sistema de antiporte K+/H+. Ahora bien, para que no se desequilibre la fuerza iónica, la entrada de K+ suele ir en paralelo con una salida de otros cationes, que suelen ser poliaminas (como la putrescina). Se ha propuesto que existe un sistema de antiporte K+/putrescina que en ciertas bacterias tiende a mantener la fuerza iónica mientras aumenta la tonicidad interior, como sistema para compensar la alta tonicidad del medio. La señal que desencadena el transporte de iones potasio es directamente la presión de turgor de la membrana y no la osmolaridad externa.

Como ejemplos de síntesis de solutos orgánicos compatibles y osmóticamente activos tenemos el glutamato, la glutamina y la trehalosa.

Muchas bacterias Gram-negativas sintetizan glutamato ante grandes concentraciones extracelulares de iones Na+. El mecanismo es el siguiente: al añadir grandes cantidades de Na+, se produce un eflujo (salida) de H+ al exterior de la célula, lo que supone la alcalinización del citoplasma. En estas condiciones se activa la enzima glutamato-deshidrogenasa (GDH), que sintetiza grandes cantidades de glutamato, que funciona como soluto compatible que equilibra la osmolaridad del medio.

En ciertas enterobacterias lo que ocurre es una inhibición del uso metabólico del glutamato, por lo que este se acumula.

Igualmente se da una acumulación de trehalosa por inducción de una ruta biosintética e inhibición de la ruta catabólica.

La ectoína es un derivado cíclico de la prolina, sintetizado como soluto compatible por ciertas anoxifotobacterias purpúreas.

Ahora bien, si el medio es muy hipertónico, estos mecanismos ya son incapaces de evitar la salida de agua desde el citosol, lo cual conlleva una retracción de la membrana citoplásmica. La pérdida de agua puede suponer la deshidratación del citoplasma, lo que conlleva la detención del crecimiento.

En Gram-positivas se produce una plasmolisis auténtica (retracción de la membrana citoplásmica respecto de la pared rígida suprayacente)

En Gram-negativas no existe auténtica plasmolisis, ya que la pared celular y la membrana citoplásmica se retraen al mismo tiempo. Las bacterias entéricas crecen lentamente por encima de 0.65M de NaCl.

Sin embargo, las bacterias pueden crecer a osmolaridades superiores a la máxima teórica, si en el medio existen determinados compuestos llamados osmoprotectores. La bacteria bombea esos compuestos a su interior, usándolos como solutos compatibles.

RESPUESTA ESPECÍFICA AL ESTRÉS OSMÓTICO

Las dos primeras respuestas específicas de la célula frente a un aumento de la presión osmótica externa son la adaptación de la composición lipídica de las membranas y la acumulación citoplasmática de compuestos osmoprotectores para compensar el estrés osmótico.

CALIDAD MONOMÉRICA DE PROTEÍNAS Y LÍPIDOS QUE IMPIDEN SU DESNATURALIZACIÓN A ELEVADAS CONCENTRACIONES DE SOLUTOS

Adaptación de la composición lipídica de las membranas

La membrana citoplasmática constituye una barrera que separa el citoplasma del medio externo, en el que pueden producirse cambios en la concentración de sales, por lo que debe jugar un papel importante en la respuesta de la célula a dichos cambios. Se ha demostrado que la adaptación de la composición lipídica de las membranas celulares frente a una nueva situación de estrés osmótico incluye modificaciones en el tipo de fosfolípidos existentes en las membranas y en el tipo de ácidos grasos que forman parte de los lípidos. Con respecto a los fosfolípidos, a medida que aumenta la salinidad, la membrana se enriquece en fosfatidilglicerol y/o en di-fosfatidilglicerol (cardiolipina), fosfolípidos cargados negativamente, a costa de una disminución en la fosfatidiletanolamina (PE), un fosfolípido neutro. Estas modificaciones en la composición de lípidos polares aportan consistencia a la membrana, a la vez que son necesarios para mantener la estructura en doble capa lipídica, ya que la PE, en respuesta a la salinidad, tiende a formar fases en una única capa.

La composición en ácidos grasos de los fosfolípidos de membrana también experimenta modificaciones con respecto a la temperatura y la salinidad, siendo estos diferentes en bacterias Gram-negativas y Gram-positivas. Así, en bacterias halófilas moderadas Gram-negativas, el cambio más destacable es un aumento de los ácidos grasos ciclopropánicos, a costa de los insaturados, de los cuales derivan. Este efecto se ha descrito en Pseudomonas halosaccarolytica, H. halmophila, H. canadiensis, H. salina y Chromohalobacter salexigens. La transformación de ácidos grasos insaturados en ciclopropánicos proporcionaría a la célula una disminución en la fluidez de la membrana, contribuyendo así a mantener la integridad de la misma.

Compuestos osmoprotectores

Sin duda, la principal estrategia que desarrollan los microorganismos halófilos y halotolerantes para adaptarse al estrés osmótico se basa en la acumulación masiva de compuestos en el citoplasma, para compensar la presión osmótica del medio externo. Los compuestos acumulados pueden ser iónicos o no iónicos, según el tipo de microorganismo, lo que determina de forma general la existencia de dos mecanismos principales de acumulación. El primero de ellos, denominado mecanismo “salt-in” es típico de Arqueas y Haloanaerobiales (bacterias halófilas moderadas anaerobias estrictas), que acumulan en su citoplasma iones inorgánicos, principalmente K+ y Cl-. El aumento en la concentración de KCl en el citoplasma conlleva a una adaptación a las altas concentraciones salinas de todas las proteínas y otros componentes celulares como los ribosomas (Dennis y Shimmin, 1997). Esto determina que los organismos que utilizan este mecanismo tengan una limitada capacidad para adaptarse a los cambios

en la osmolaridad del medio, por lo que su crecimiento se restringe a ambientes con concentraciones salinas muy elevadas.

El segundo mecanismo, conocido como “salt out”, es el que utilizan las bacterias, tanto halófilas como no halófilas, además de las arqueas metanógenas halófilas moderadas. Así, estos microorganismos, en respuesta al estrés osmótico, acumulan en su citoplasma compuestos orgánicos de bajo peso molecular, que mantienen el equilibrio osmótico sin interferir con el metabolismo celular, por lo que se denominan solutos compatibles. Se trata de un sistema mucho más flexible, ya que permite la adaptación a las fluctuaciones en la presión osmótica del medio. Los solutos compatibles pueden acumularse tras su transporte al interior celular desde el medio externo, o bien mediante síntesis, como sucede por ejemplo cuando las bacterias se cultivan en un medio mínimo. Dado el ahorro de energía que supone para la célula, el transporte es preferido a la síntesis“de novo”. Los osmoprotectores incorporados desde el medio externo son acumulados junto con los producidos por la célula, o bien pueden reemplazarlos totalmente. A su vez, existen canales proteicos que responden frente a un choque hipoosmótico, diferentes a los sistemas de transporte, que funcionan como válvulas de seguridad, permitiendo la expulsión de los solutos compatibles acumulado. La mayor flexibilidad y versatilidad de este mecanismo explica el hecho de que se encuentre mucho más extendido en la naturaleza, habiéndose observado también en hongos, plantas y animales, incluso en células humanas.

Los solutos compatibles son moléculas polares sencillas, altamente solubles y sin carga, o bien con carga neta neutra a pH fisiológico, con capacidad estabilizadora de proteínas frente al calor, la desecación o la congelación. Estos efectos beneficiosos se basan en el modelo de “exclusión preferencial”. Según dicho modelo, los solutos compatibles quedarían excluidos de la primera capa de hidratación de las proteínas, lo que daría lugar a una hidratación preferencial de la superficie de las mismas, disminuyendo así el volumen que ocupan y estabilizando su estructura.

Los solutos compatibles que acumulan las bacterias halófilas moderadas se han identificado recientemente mediante técnicas de RMN y HPLC. Dichas técnicas han permitido, entre otros avances, identificar las tetrahidropirimidinas (ectoína e hidroxiectoína), y elucidar las rutas biosintéticas de varios solutos compatibles. A continuación se describen los principales solutos compatibles.

Ejemplos de osmoprotectores:

Prolina (p. ej., en Salmonella typhimurium y Staphilococcus aureus) Betaína (glicínbetaína), un derivado trimetilado de la glicocola (en

cianobacterias y en algunas Gram-positivas). Colina (en Escherichia coli). Ectoína en enterobacterias.

Por ejemplo, S. typhimurium crece muy lentamente en 1M de ClNa, pero mejora si al medio se añade 1mM de prolina. Un método normal de aislar S.aureus es comprobar el crecimiento en medio con 7.5% de ClNa en presencia de prolina.

Otro mecanismo de control ante variaciones de presión osmótica presente en algunas bacterias Gram-negativas, es la variación en la proporción de porinas de membrana externa.

Las dos primeras respuestas específicas de la célula frente a un aumento de la presión osmótica externa son la adaptación de la composición lipídica de las membranas y la acumulación citoplasmática de compuestos osmoprotectores para compensar el estrés osmótico.

Aminoácidos

Aunque este tipo de compuestos fueron los primeros solutos compatibles que se identificaron, no parecen tener una gran importancia en bacterias halófilas moderadas. La excepción la constituye la prolina, que es acumulada por algunas especies Gram-positivas, como Salinococcus roseus y S. hispanicus.

Sin embargo, en bacterias no halófilas, los aminoácidos parecen poseer una mayor importancia. Así, la prolina es un importante osmoprotector en Bacillus subtilis, cuya ruta biosintética recientemente se ha elucidado, Staphylococcus aureus y Salmonella typhimurium. El glutamato es el anión regulado osmóticamente más abundante en enterobacterias. Asimismo, éstas también acumulan alanina y glutamina, aunque a niveles muy inferiores.

Existen varias clasificaciones en base a su grupo R, el más significativo está en función de las propiedades de R. Se dividen en: Carga neutra, No polares (hidrofóbicos), Polares (hidrofílicos), Cargados positivamente, Cargados negativamente.

También se clasifican de acuerdo a su obtención en:

Esenciales:

La carencia de estos aminoácidos en la dieta limita el desarrollo del organismo, ya que no es posible reponer las células de los tejidos que mueren o crear tejidos nuevos. En el ser humano, los aminoácidos esenciales son:

· Valina (Val)· Leucina (Leu)· Treonina (Thr)· Lisina (Lys)· Triptófano (Trp)

· Histidina (His)· Fenilalanina (Phe)· Isoleucina (Ile)· Arginina (Arg)· Metionina (Met)

No esenciales:

Son los que pueden ser sintetizados por el cuerpo, en estos encontramos:

· Alanina (Ala)· Prolina (Pro)· Glicina (Gly)· Serina (Ser)· Cisteina (Cys)· Asparagina (Asn)· Glutamina (Gln)· Tirosina (Tyr)· Ácido aspártico (Asp)· Ácido glutámico (Glu)

Aminoácidos con grupos R no polares

Existen 8 a.a de este tipo: alanina, leucina, isoleucina, valina, prolina, fenilalanina, triptófano y metionina. Estos son menos solubles en agua que los polares.

Aminoácidos con grupos R polares

Son relativamente más solubles en agua que los no polares o neutros. La polaridad de la serina, la treonina y la tirosina se debe a sus grupos hidroxilos; la de la aspargina y la glutamina, a sus grupos amídicos y de la cistina a la presencia del grupo sulfhidrilo (-SH).

Aminoácidos con grupos R con carga (+)

Estos poseen seis átomos de carbono y mantienen su carga a pH 7. Aquí se encuentran la lisina, la arginina y la histidina. A pH 6 más del 50 % de las moléculas de la histidina, poseen un grupo R cargado positivamente, pero a pH 7 menos del 10 % de las moléculas poseen carga positiva,

Aminoácidos con grupos R con carga (-)

Los dos miembros de esta clase son los ácidos aspártico y glutámico, cada uno de los cuales posee un segundo grupo carboxilo que se halla completamente ionizado y por tanto cargado negativamente a pH 6 y 7.

Aminoácidos poco frecuentes

Existen gran variedad de aminoácidos que no se encuentran con frecuencia en los organismos vivos tanto en células eucarioticas como procarioticas pero más sin embargo se han aislado a partir de hidrolisis de algunas proteínas especificas. Unos ejemplos de ellos serian la hidroxilina, que es un derivado de la lisina presente en el colágeno, la demosina que es producto de la hidrólisis de las fibras proteicas de elastina. Ahora con esto podemos suponer que si existen muchas aminoácidos poco frecuentes pero también podemos suponer que existirán mas y mas aminoácidos que cambien su estructura a lo largo del cambio del genoma humano. Estos aminoácidos tienen una característica definida no tienen tripletes codificadores y la mayoría se forman de la actividad enzimática pero estos han cambiado ya que estos son por adición de cadenas polipeptidicas. A continuación mostramos unos ejemplos de aa. Poco frecuentes

Aminoácidos no proteicos

Además de los aminoácidos que mencionamos con anterioridad y de otros no tan frecuentes se conocen unos aminoácidos que se encuentran en diferentes células y tejidos en forma libre o combinada, pero nunca en las proteínas. Casi todos estos se derivan de los a-aminoácidos encontrados en las proteínas.

Algunos aminoácidos no proteicos actúan como precursores importantes en el metabolismo; la b-alanina es el precursor de la vitamina acido pantoténico; homocisteína y la homoserina son intermediarios en el metabolismo de los aminoácidos; la citrulina y la ornitina son útiles en la síntesis de la arginina.

Azúcares

En muchos microorganismos, incluyendo algunas bacterias halófilas moderadas, es frecuente la acumulación de sacarosa y trehalosa, como respuesta a un choque hiperosmótico, aunque estos compuestos alcanzan concentraciones intracelulares poco elevadas, inferiores a 500 mM, y sólo pueden reemplazar parcialmente a los solutos compatibles nitrogenados. En E. coli, sin embargo, la trehalosa es el principal osmoprotector que se acumula cuando se cultiva en medio mínimo, teniendo lugar su síntesis a partir de la glucosa-6-fosfato en respuesta a un choque hiperosmótico. Los genes responsables de la síntesis (otsAB) están regulados por la osmolaridad del medio y la fase estacionaria de crecimiento del cultivo.

La trehalosa también interviene en la protección de la célula frente a otros tipos de estrés, como el calor, la desecación, o la congelación. Sin embargo, la trehalosa no funciona como agente osmoprotector si se suministra externamente.

Glicina betaína (Betaína)

La mayoría de las bacterias, incluyendo las bacterias halófilas moderadas, acumulan betaína como principal soluto compatible, cuando se cultivan en medio complejo con elevadas concentraciones salinas. La betaína se acumula tras su transporte desde el medio externo, o bien por oxidación de su precursor, la colina.

También existen bacterias capaces de sintetizar betaína “de novo”. Esta síntesis, muy común en bacterias fotótrofas, no se observa en quimioheterótrofas, a excepción de las halófilas extremas Actinopolyspora halophila y Halothiorhodospira halochloris. Esta ruta de síntesis, que se inicia a partir del aminoácido glicina, comprende tres reacciones de metilación, con sarcosina y dimetilglicina como intermediarios, y la S-adenosil metionina como donador de grupos metilos.

Los mecanismos de transporte y de síntesis de betaína por oxidación de colina han sido estudiados en profundidad en bacterias no halófilas, como B. subtilis , E. coli , S. typhimurium y Sinorhizobium meliloti. En bacterias halófilas moderadas, estos estudios son más recientes, destacando la caracterización bioquímica del sistema de transporte de alta afinidad por betaína, y la clonación de los genes de síntesis de betaína a partir de colina en C. salexigens.

Ectoína e hidroxiectoína

La ectoína (2-metil-4-carboxi-3,4,5,6-tetrahidropirimidina) se describió por primera vez en la bacteria purpúrea fotosintética Halorhodospira halochloris (anteriormente Ectothiorhodospira halochloris, de donde proviene el nombre de ectoína), aunque se encuentra ampliamente distribuida en bacterias, así como su derivado hidroxilado, la hidroxiectoína (2-metil-4-carboxi-5-hidroxi-3,4,5,5-tetrahidropirimidina). La ectoína se forma por deshidratación intramolecular del ácido N-γ-acetildiaminobutírico (NADA), que da lugar a la formación del derivado pirimidínico. La ruta biosintética de la ectoína fue elucidada en H. halochloris y H. elongata por Peters y col. Esta ruta comienza con la transformación del aspartato semialdehido en ácido diaminobutírico (DA), que a su vez es transformado en ácido N-acetildiaminobutírico (NADA), que es convertido finalmente en ectoína. Se han aislado y caracterizado parcialmente las enzimas implicadas en dicha ruta en H. elongata; la DA transaminasa, la DA acetil transferasa y la NADA deshidratasa, más conocida como ectoína sintasa. En Brevibacterium linens y Streptomyces parvulus se ha propuesto la existencia de una ruta biosintética alternativa a partir del glutamato.

El primer implicado en la síntesis de ectoína que se ha secuenciado es el gen ectC de Halomonas sp., KS-3, clonado por PCR mediante oligonucleótidos degenerados diseñados a partir de la secuencia de la enzima ectoína sintasa. Hasta el momento se han caracterizado los genes de síntesis de ectoína de Marinococcus halophilus, H. elongata y Sporosarcina pasteurii.

Por el momento, aun no se ha podido determinar completamente la ruta de síntesis de la hidroxiectoína, desconociéndose los intermediarios y las enzimas implicadas. En H. elongata y C. salexigens existen evidencias de que la hidroxiectoína se forma a partir de la ectoína por hidroxilación directa, y recientemente se ha postulado la existencia en C. salexigens de una ruta alternativa de síntesis a partir de NADA, precursor inmediato de la ectoína.

En las especies del género Halomonas y en C. salexigens, la ectoína y la hidroxiectoína son los solutos predominantes cuando las células se cultivan en un medio sin betaína o colina, alcanzando concentraciones considerablemente elevadas, que son suficientes para conseguir, junto con los iones intracelulares, un equilibrio osmótico con el medio. Por otro lado, en la cepa tipo de H. elongata se ha observado que el transporte de betaína no es suficiente para suprimir la síntesis de ectoína, aunque parece ser que la desplaza a concentraciones salinas más elevadas. Así, en cultivos de H. elongata en medio complejo con 0,85 M de NaCl a 40°C, sólo se detectó acumulación de betaína, mientras que a 1,7 M de NaCl se observó la acumulación de ambos solutos compatibles.

Otros solutos compatibles de origen bacteriano.

Existe una amplia gama de compuestos solutos compatibles, cuya composición química varía, dependiendo de la especie bacteriana que los sintetiza. Además de los descritos anteriormente, destaca especialmente el glucosilglicerol, que es acumulado por un gran número de cianobacterias halófilas moderadas. También se ha destacado en Rhodobacter sulfidophilus, Pseudomonas mendocina, P. alkaligenes y C. salexigens

Por otro lado, en algunas bacterias Gram-positivas, como Halobacillus halophilus, Planococcus sp. y Sporosarcina halophila, mediante 13C-RMN se han podido detectar diaminoácidos N-acetilados, como la Nε-acetilisina y la Nδ-acetilornitina.

En la arquea hipertermófila Pyrococcus furiosus, se ha detectado la acumulación de manosilglicerato y di-mio-inositolfosfato, en respuesta a aumentos de temperatura o salinidad. El manosilglicerato se acumula preferentemente al aumentar la salinidad, mientras que el di-mio-inositolfosfato se acumula a temperaturas superiores a la temperatura óptima de crecimiento. Por otro lado, en varias especies del géneroThermococcus se ha identificado un nuevo soluto compatible, la β-galactopiranosil-5-hidroxilisina, que probablemente se sintetiza a partir de la peptona presente en el medio de cultivo.

Por último cabe destacar que, además de los solutos compatibles obtenidos por síntesis, muchas bacterias son capaces de transportar desde el medio extracelular una gran

variedad de compuestos que pueden actuar como osmoprotectores. Dichos compuestos, liberados al medio por otros microorganismos tras un choque hipoosmótico, o provenientes de la muerte celular de animales o plantas, son captados por transportadores de baja especificidad por sustrato. Los solutos compatibles disponibles tras su transporte son innumerables. Un ejemplo en la incorporación desde el medio externo de poliamidas (putrescina, cadaverina, espermidina y espermita) es el de Salinivibrio costicola, aunque no parece que aumenten su estabilidad osmótica tras un choque hipoosmótico. En Halomonas y Chromohalobacter también se ha detectado espermidina, aunque en concentraciones similares a las encontradas en bacterias no halófilas.

CONCLUSIONES

La actividad de agua es la forma de medir la disponibilidad de agua libre para que los microorganismos puedan crecer y realizar sus debidas funciones metabólicas. Si controlamos los valores de agua libre en los alimentos, estaríamos alargando también su vida útil, pues al disminuir el contenido de agua libre dentro de los alimentos, se disminuirían las probabilidades de obtener una contaminación microbiana.

Existen diferentes métodos para controlar la actividad de agua, entre los más comunes están: el aumento de la concentración de solutos y la deshidratación, en el primero, como su nombre lo indica, se adicionan solutos como sal o azúcar para disminuir la aw. Aquí es importante recalcar que la sal reduce la aw más que el azúcar, pues los iones presentes en la sal enlazan mayor cantidad de agua que el azúcar, que lo hace en menor cantidad. En el segundo caso se somete al alimento a altas temperaturas para eliminar el agua libre.

La temperatura está relacionada con la actividad de agua ya que se la utiliza para los procesos de deshidratación por secado que son a altas temperaturas también existen en los procesos contrario los cuales se someten el producto a bajas temperaturas que es el caso de la liofilización el cual son los proceso en cual se congelan los alimentos y después el hielo es eliminado por sublimación.

La actividad de agua es el factor más importante para el crecimiento microbiano ya que el microorganismo puede crecer y llevar a cabo sus funciones ya que en el agua es el lugar donde ocurren todas las reacciones químicas y enzimáticas de la célula que son procesos principales para el desarrollo de los microorganismo, aparte la actividad de agua es muy importante para la obtención de vitamina de los alimentos, textura, color, sabor y el tiempo en que se expira los alimentos.

En la membrana citoplasmática se puede producir los cambios en las concentraciones de sales por ende la célula debe reaccionar ante este fenómeno, la composición lipídica de las membranas celulares ante el estrés osmótico modifica el tipo de fosfolípidos y de los ácidos grasos, en donde los ácidos grasos es diferente las transformaciones en las bacterias Gram positiva y la Gram negativa, en esta ultima el que más aumenta es el ácido graso ciclopropánico este disminuyen la fluidez de la membrana, ayudándola a mantener la integridad de la misma.

Los mohos tienen la capacidad de crecer en substratos con baja actividad de agua de la que permite el crecimiento bacteria por esta razón se puede producir disminución de alimentos de baja actividad de agua por mohos y no por bacterias que este caso se ve en las frutas secas, harina, cereales, pescado salado y extracto de carne.

En el caso de alimentos con aw menor a 0.60 no existe la crecimiento microbiano pero si puede existir microorganismos pero no se multiplican por debajo de su actividad de agua, es mas estos pueden permanecer vivos durante un gran largo periodo de tiempo en forma de endosporas que se puede ver en los chocolates, dulces, miel, fideos, galletas, papas fritas, huevos, leche en polvo y verduras secar.

Los microorganismos halófilos muestran una gran afinidad por la sal por lo que han perfeccionado estrategias para sobrevivir en condiciones salinas extremas y variadas la cual en la mayoría de los casos la concentración de sal supera la del agua de mar y para compensar la presión osmótica del medio externo la cual podemos distinguir los halófilos moderados y los halófilos extremos, los microorganismos halófilos y halotolerantes acumulan compuestos en el citoplasma ya sean estos iones inorgánicos.

Los halófilos debido a que viven en concentraciones salinas muy altas, hacen actuar sus solutos compatibles que se encuentran en el citoplasma para meter mayor cantidad de sal y así por presión osmótica igualar los gradientes de concentraciones internos y externos, así evitan la desnaturalización de sus proteínas, existen otro tipo de microorganismo conocido como halotolerantes, los cuales también acumulan compuestos en el citoplasma, ya sean estos iones inorgánicos como K+ y Cl- en el mecanismo de Salt in (anaeróbicos), o solutos compatibles y compuestos orgánicos de bajo peso molecular en el mecanismo de Salt out como el glicerol, la ectoína y la sacarosa.

Los microorganismos Osmófilos son aquellos que viven en medios hipertónicos donde la Actividad de agua del exterior es menor que la del citoplasma estas bacterias tienen mecanismos compensatorios por lo que tienen que aumentar la osmolaridad interior y así permite el paso de agua del ambiente y así mantener su metabolismo, dentro de este grupo se dividen en Sacarófilos .

Los microorganismos sacarófilos son capaces de crecer a altas concentraciones de azúcar, por lo cual utilizan como solutos compatibles polioles como el sorbitol, el ribitol, entre otros. Las levaduras como Saccharomyces rouxxi son uno de los mejores ejemplos de estos microorganismos que viven en jugos vegetales, néctares, zumos, etc.

En general para cada uno de los microorganismos mencionados son las características genéticas las que finalmente determinaran la capacidad de que estos puedan soportar los ambientes extremos en los que viven, en función de su herencia y proceso evolutivo.

En la actividad de agua si controlamos debidamente su porcentaje o cantidad en los alimentos estaremos reduciendo y controlando principalmente organismos patógenos y las diferentes reacciones químicas que afectan a su estabilidad; tiene un valor máximo de 1 y un mínimo de 0, mientras menor sea este valor, mejor se conservara el producto.

Se usan las Isotermas para controlar el equilibrio de la actividad de agua en los alimentos, si controlamos correctamente esta actividad estaremos reduciendo considerablemente cualquier tipo de cambio físico y químico que se pueda producir en los alimentos.

La actividad de agua de un alimento o solución se define también como la relación entre la presión de vapor del agua del alimento (P) y la del agua pura (Po), a la misma temperatura. Los niveles de actividad de agua que contribuyen a la alteración del alimento varían de acuerdo al tipo del alimento, concentración de solutos, temperatura, pH, presencia de aditivos, humectantes y otros factores.

La composición y estructura del alimento también influyen (grasas, sales, etc.); la sal por ejemplo interactúa con el agua lo que modificara la actividad de agua. Dependiendo del producto un cambio de temperatura de 100c puede causar un cambio en la actividad de agua que oscila desde 0.03 a 0.2, por lo que concluimos que la actividad de agua influye directamente en la estabilidad de los alimentos.

Para reducir la actividad de agua presente en los alimentos se utilizan procesos de secado y deshidratación; además podemos aumentar la concentración de solutos en la fase acuosa de los alimentos mediante la extracción de agua (liofilización) o mediante la adición de nuevos solutos. La liofilización es el proceso en cual se

congelan los alimentos y después el hielo es eliminado por sublimación, la deshidratación ya sea esta deshidratación por sal o deshidratación por calor, en las dos el objetivo es eliminar la mayor cantidad de agua posible, la evaporización se la realiza al someter a los alimentos a elevadas temperaturas de modo que se elimina el agua y se eliminan así mismo debido al calor los microorganismos..

La medida del valor de actividad de agua es una herramienta para reconocer la estabilidad física, química y microbiológica, y con esto la vida útil de los alimentos, su desnaturalización depende de la velocidad de desarrollo de los diferentes tipos de microorganismos descomponedores; en ocasiones también esta cantidad de agua disponible sirve de barrera de protección de los lípidos frente al oxigeno.

Si los niveles de actividad de agua presentes en un alimento se encuentran superior a 0.98, el microorganismo encuentra condiciones optimas de desarrollo y la proliferación inmediata, aunque su desarrollo depende también del ambiente y el medio donde se encuentre ya que en un rango < 0.85- 0.86 creara una barrera para el crecimiento de los microorganismos patógenos.

La presión ejercida por la membrana celular sobre la solución interna de la célula se le conoce como “Presión de Turgor”. Este fenómeno ocurre porque la membrana celular que es poco elástica incrementa el volumen celular, debido a la entrada de un poco de agua, generando un incremento apreciable en la presión de Turgor. La bacteria se beneficia de esta presión debido a que le permite el aguante para cambios bruscos de concentración de solutos en su entorno (dentro de ciertos límites).

Solutos compatibles son compuestos orgánicos de bajo peso molecular que acumulan las bacterias halófilas en su citoplasma, constituyen la base fundamental de la tolerancia de sal de estos microorganismos. Algunos de estos, como la ectoína y la hidroxiectoina han demostrado poseer un marcado efecto protector sobre las enzimas lábiles, como el lactato deshidrogenasa y la fructoquinasa.

La gran diversidad de solutos compatibles dependen del tipo de bacteria al que se está tratando, por ejemplo en las Gram positivas encontramos como soluto compatible di aminoácidos N-acetilados, en las arquea en concentraciones salinas elevadas encontramos el monosilglicerato como soluto compatible y a temperaturas elevadas el di-mio-inositolfosfato. En otras palabras los tipos de solutos que el microorganismo puede usar dependen del mismo microorganismo y

del medio en que se encuentre, esto para su protección ante la desnaturalización a causa de concentraciones elevadas de solutos.

La membrana citoplasmática sirve de barrera para separar el citoplasma del medio externo, donde se producen cambios en la concentración de sales; gracias a esta conclusión se ha demostrado que la adaptación de la composición lipídica de las membranas celulares frente a una nueva situación de estrés osmótico incluyen modificaciones en el tipo de fosfolípidos existentes en las membranas y en el tipo de ácidos grasos que forman parte de los lípidos. A medida que aumenta la salinidad, la membrana se enriquece en fosfolípidos cargados negativamente, a costa de una disminución en un efecto neutro. Estas modificaciones en la composición de lípidos polares aportan consistencia a la membrana, a la vez que son necesarios para mantener la estructura en doble capa lipídica.

Los solutos que encontramos en el citoplasma celular son exclusivamente de naturaleza polar para que puedan permanecer en solución, pues si estos son apolares se agrupan dejando libre el agua, la cual puede pedir de la célula produciendo la deshidratación de la misma.

Los aminoácidos son moléculas, que parten de proteínas y enzimas. Los podemos clasificar en base a su grupo R como: Carga neutra, No polares (hidrofóbicos), Polares (hidrofilicos), Cargados positivamente, Cargados negativamente; además se clasifican en esenciales, no esenciales, condicionalmente esenciales; estos no son de mucha importancia para bacterias halofilicas moderadas, a excepción de la Prolina, la cual se acumula en la Gram positivas, a diferencia de las bacterias no halófilas los aminoácidos poseen más importancia, como la Prolina que es un gran osmoprotector, o el glutamato que es el más abundante en enterobacterias.

La Betaína es el principal soluto compatible en las bacterias halófilas en presencia de altas concentraciones salinas. La podemos obtener por transporte del medio externo o por oxidación de la colina. La ectoína a su vez la obtenemos Por la deshidratación intermolecular del ácido N-y-acetildiaminobutirico mediante una ruta biosintética específica, y la hidroxiectoina. Estas se encuentran en medios en los que no exista la Betaína y actúa como soluto compatible permitiendo un equilibrio osmótico con el medio.

CONCLUSIONES DEL PAPER

Las cepas de levaduras aisladas de la cuajada para la elaboración de quesos artesanales corrientes tienen una frecuencia alta al ser sometidas a concentraciones altas de NaCl como el 15%., si aumentamos esta concentración de NaCl a un 20%, la frecuencia bajó a la mitad. Comparado con la resistencia de las levaduras de la leche que al 15% y 20% de NaCl el porcentaje de resistencia es menor a la de la cuajada y de quesos en sus días de maduración.

En el estudio de estas elevadas concentraciones de NaCl se obtuvo que en el agente coagulante no afectan dichas concentraciones a las levaduras aisladas. Y en las muestras de quesos tanto como en el de 15 días como en el de 30 días las levaduras tienen la misma resistencia a las diferentes concentraciones de NaCl estudiadas tanto como para el 20% y el 15%.

A una concentración del 10% de NaCl las levaduras de todas las muestras están intactas y se desarrollan integras en un 100%. En este medio, esto quiere decir que es más conveniente obtener la producción de lacto-caseína a esta concentración.

Es muy importante el estudio de las concentraciones de sal a nivel industrial en las levaduras ya que tienen un rol muy importante en la producción de quesos madurados, los cuales deben ser sometidos a altas concentraciones.

Tanto como las levaduras aisladas de Quesos Artesanales de Corrientes y sus materias primas tienen una resistencia a altas presiones osmóticas por lo cual se ha cumplido con el objetivo, éstas levaduras y materias primas pueden ser utilizadas como herramientas tecnológica en la producción quesos.

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