Tecnología de Leche II - Quesos 2014

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  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Facilitador: LUIS ARTICA MALLQUI

    2014

    TOPICO : PROCESOS TECNOLOGICOS EN LECHE Y DERIVADOS

    TEMARIO:

    Definicin de queso

    Clasificacin por parmetros

    Etapas que intervienen en la elaboracin

    La maduracin y conservacin

    LECHES FERMENTADAS

    BACTERIAS LACTICAS

    02/04/2014

  • La denominacin "quesos" se reserva al producto fermentado o no, obtenido por coagulacin de la leche, de la nata, de la leche desnatada o de su mezcla, desuerado y contiene como mnimo 23 g de extracto seco por cada 100 g de queso.

    Olson y Mocquot (1980), indcan que el queso es bsicamente una forma concentrada de la leche, obtenida por coagulacin de la casena, que retiene la mayora de la grasa de la leche y parte de la lactosa, agua y protenas del suero; la mayora del agua y los componentes solubles son separados como suero durante la manipulacin de la cuajada.

    QUESO

    02/04/2014 LUIS ARTICA MALLQUI

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    La denominacin "quesos" se reserva al producto fermentado o no, obtenido por coagulacin de la leche, de la nata, de la leche desnatada o de su mezcla, desuerado y contiene como mnimo 23 g de extracto seco por cada 100 g de queso.

    Olson y Mocquot (1980), indcan que el queso es bsicamente una forma concentrada de la leche, obtenida por coagulacin de la casena, que retiene la mayora de la grasa de la leche y parte de la lactosa, agua y protenas del suero; la mayora del agua y los componentes solubles son separados como suero durante la manipulacin de la cuajada.

    QUESO

    02/04/2014

  • Principio de la Coagulacin

    para

    Enzima

    +

    Glicopptido

    Hidrlisis

    para

    para

    gelificacin

    O.H O Ca -

    Casena Micelar

    Formacin de Red Malla

    02/04/2014

  • Paso inicial de

    fabricacin de quesos

    Paso inicial de

    fabricacin de quesos

    Gelacin Coagulacin

    de casena

    Gelacin Coagulacin

    de casena

    Inducida

    Mediante accin

    Combinada de enzimas

    proteoliticos

    (cuajos de distintos tipos)

    y Calcio

    Inducida

    Mediante accin

    Combinada de enzimas

    proteoliticos

    (cuajos de distintos tipos)

    y Calcio

    1

    2

    FASE PRIMARIA

    O ENZIMTICA

    FASE PRIMARIA

    O ENZIMTICA

    FASE SECUNDARIA

    O DE AGREGACIN

    FASE SECUNDARIA

    O DE AGREGACIN

    FASE TERCIARIA

    SINERESIS O EXPULSIN DEL LACTOSUERO

    Y AL REARREGLO ESTRUCTURAL

    DE LA RED PROTECA

    FASE TERCIARIA

    SINERESIS O EXPULSIN DEL LACTOSUERO

    Y AL REARREGLO ESTRUCTURAL

    DE LA RED PROTECA

    Pero algunos investigadores indican que.

    02/04/2014

  • FASE PRIMARIA

    O ENZIMTICA

    FASE PRIMARIA

    O ENZIMTICA

    Consiste de una

    Reaccin altamente

    Especfica entre el

    Cuajo y la -casena que se encuentra en la

    superficie de las micelas

    de casena

    El glicomacropptido formado por la cadena entre los residuos de aminocidos

    106 a 169 es hidroflico y soluble. Este fragmento, que representa

    cerca del 4% de la casena total (Callanan, 1991), pasa a formar parte del lactosuero y

    por tanto no contribuye al rendimiento. El otro fragmento, formado

    por la cadena entre los componentes 1 a 105, se denomina para-k-casena, es altamente hidrofbico

    y permanece enlazado a las micelas.

    02/04/2014

  • El efecto inicial de esta reaccin es una reduccin drstica en

    la carga elctrica negativa de la

    superficie de las micelas, que permite el acercamiento entre

    s de las micelas modificadas y facilita as la segunda fase

    de agregacin de las micelas para formar un gel, en la que el calcio (Ca++) juega un papel importante como acelerador del

    proceso. 02/04/2014

  • Eliminacin

    De agua o

    Concentracin

    de slidos

    a partir del gel o cogulo formado

    mediante la accin del cuajo. En este

    proceso de deshidratacin, la casena y la

    materia grasa de la leche se concentran

    por un factor cercano a 8 - 10 veces,

    dependiendo del contenido de humedad

    en el queso.

    02/04/2014

  • 02/04/2014

  • En la leche, las micelas de casena contienen cerca de 2 gramos de agua por gramo de casena. El grado al que se retiene la estructura de las micelas de casena en su forma original depende en gran medida de la prdida de fosfato de calcio y esta prdida, a su vez, depende del pH en el momento en el que se retira el lactosuero de la cuajada.

    Por eso, tratndose de quesos en general y ciertamente de quesos madurados, una de las maneras ms importantes para eliminar el agua consiste en disminuir el pH de la cuajada (Lawrence et al., 1983). La Figura 1 muestra la relacin entre el pH hasta el momento del desuerado y la estructura bsica de un queso.

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  • PRODUCION E ACIDO

    EN LA TINA

    pH de la cuajada

    al desuerar

    Disminucin del

    pH de la

    Cuajada

    Prdida de calcio

    y fosfato

    Contenido de minerales

    en la cuajada

    Estructura bsica

    Expulsin de

    humedad

    Figura 1. La relacin entre el grado de produccin de acidez hasta la etapa

    de desuerado y la estructura bsica del queso (Lawrence et al., 1983)

    02/04/2014

  • La relacin que se muestra en la Figura 1 ha sido corroborada en la prctica. Por ejemplo, la unidad estructural en la matriz proteica de queso Blanco, Suizo o Gouda (en los que hay poco desarrollo de acidez) tiene la misma forma globular y dimensin que las de las sub-micelas originales en la leche, mientras que en los quesos Cheddar y Cheshire (en los que la produccin de acidez es mayor), los agregados proticos son de mucho menor tamao y han adaptado la forma de tiras o cadenas (Lawrence et al., 1983).

    En otras palabras, a medida que baja el pH y se disuelve el fosfato de calcio coloidal, las micelas van perdiendo su identidad original y dan lugar a estructuras diferentes. 02/04/2014

  • Un contenido alto de humedad o grasa debilita la firmeza de la estructura dado que, necesariamente, las protenas deben estar ms alejadas entre s.

    La Firmeza de la red

    proteica depende

    tambin de:

    Contenido de agua

    Contenido de grasa

    Contenido de minerales

    FACTORES

    02/04/2014

  • afectan casi todos los aspectos

    de la fabricacin de queso

    y el fosfato El calcio

    La concentracin de Ca

    y PO4 en la leche es de

    cerca de 117 y 203

    mg/100g, de los cuales

    aproximadamentre 68 y

    46%, respectivamente,

    estn en forma insoluble

    a pH 6.6

    Este calcio y fosfato enlazados se transfieren a la cuajada pero se disuelven gradualmente a medida que baja el pH; por ejemplo, a pH 5.3, que es muy similar al pH de quesos tales como Cheddar, Chihuahua (queso mexicano similar al Monterey Jack estadounidense), Mozzarella y Oaxaca (queso mexicano de la familia de los quesos de pasta hilada) al final de su fabricacin, prcticamente todo el fosfato de la leche est solubilizado, mientras que cerca del 14% del calcio sigue presente dentro de las micelas de casena (Lucey y Fox, 1993).

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  • .

    Ms all de los cambios estructurales, el contenido final de calcio y fosfato en un queso contribuye

    significativamente al rendimiento.

    Por ejemplo, estos minerales representan cerca del

    1.6 % de la masa del queso Cheddar y

    cerca del 1.9 % de la masa del queso Gouda (Emmons et al., 1991).

    Si se eliminaran, el rendimiento (calculado a humedad constante) disminuira

    cerca de 2.9 y 3.2 %, respectivamente. Los quesos blancos elaborados

    sin fermentos ni acidificacin de otro tipo (a pH alrededor de 6.2 - 6.5)

    retienen entonces mayor proporcin de estos minerales que un

    queso Gouda y, en el otro extremo, quesos altamente cidos

    como el Cottage y el Quarg retienen menor

    proporcin que un queso Cheddar 02/04/2014

  • La adicin de Ca++ en forma de cloruro de calcio aumenta ligeramente la firmeza mecnica de la cuajada, siempre y cuando la concentracin no sea mayor de 10mM, equivalente a 40 g de calcio/100 l de leche (Lucey y Fox,1993).

    En ausencia de tratamientos trmicos especiales, lo usual es aadirle a la leche 20 g de cloruro de calcio/100 l, que equivale a cerca de 7 g de calcio/100 l. Por otro lado, la acidificacin de la leche aumenta la actividad de los iones Ca++, disminuyendo el tiempo de coagulacin y aumentando tambin la firmeza mecnica de la cuajada (Lucey y Fox,1993).

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  • La materia grasa es el componente ms importante, despus de las casenas, para la

    formacin de estructura y para el rendimiento en quesera.

    Glbulo de grasa

    Micela de casena

    Bacteria 1m

    Figura 2. Diagrama esquemtico de los tamaos relativos de un glbulo de grasa

    una bacteria una micela de casena(1m = 0,001 mm, 1nm =0,001 m)

    Glbulo de grasa de leche de vaca recin ordeada. Se ilustra para fines de comparacin, el tamao del glbulo de grasa (3 - 4 mm) en relacin con el tamao de una micela de casena (20 - 600 nm) y de una bacteria (1 mm).

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  • En la leche entera, la grasa

    est presente en la forma de

    glbulos de grasa rodeados

    por una membrana cuyos

    constituyentes principales

    son fosfolpidos y protenas.

    El dimetro de estos glbulos

    vara entre 0.1 mm y 10 mm

    (Evans, 1986) y el promedio

    est dentro del rango entre 3 y

    4 mm (Bylund, 1995).

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  • Generalmente no es usual homogenizar la leche para quesera, aunque algunos industriales lo hacen.

    La homogenizacin de la leche causa una reduccin en el tamao de los glbulos de grasa y por consiguiente un aumento en el rea superficial de la materia grasa, lo que altera a la membrana original puesto que la concentracin de este complejo es ahora insuficiente para cubrir toda la superficie resultante de la homogenizacin.

    Las nuevas membranas consisten de material de las membranas originales, ms protenas adsorbidas provenientes de la fase acuosa de la leche.

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  • Como indican Aguilera y Kessler (1989), los glbulos de grasa se pueden comportar como ncleos de copolimerizacin que refuerzan el gel de casena.

    La grasa recubierta de protena puede enlazar cantidades adicionales de protena y ayudar as a la formacin del gel reforzado.

    Sin embargo, un factor crtico en este proceso es la presin de homogenizacin de la grasa, que debe resultar en glbulos pequeos recubiertos de protena. Partculas grandes de grasa pueden lograr el efecto contrario; es decir, interferir con la formacin de la matriz protica.

    02/04/2014

  • Cano-Ruiz y Richter (1997) publicaron

    algunos efectos de estas variables en el

    tamao de los glbulos de grasa, en la

    adsorcin de protena por unidad de rea

    superficial de grasa y en la composicin de la

    protena adsorbida.

    Como era de esperarse, encontraron que al

    aumentar la presin de homogenizacin (30,

    60 y 90 MPa, equivalente a 5000, 8702 y 13054

    lbs/pulg2), disminuy el dimetro promedio

    de los glbulos de grasa y aument la carga protica G (mg de protena por metro cuadrado de rea superficial de materia

    grasa).

    02/04/2014

  • El ligero aumento de rendimiento al homogenizar la leche no significa necesariamente que se obtiene un queso de buena calidad.

    Dependiendo del tipo de queso, la homogenizacin de la materia grasa puede o no ser benfica. La hiptesis es que puede ser benfico aumentar la presin de homogenizacin, debido al aumento en el rea superficial de la grasa, que permite la adsorcin de mayor cantidad de protena.

    Sin embargo, una presin excesiva puede ser contraproducente, por lo que esto debe de cuantificarse y de evaluarse en un contexto ms grande que incluya otros atributos importantes, tales como la textura del queso resultante.

    02/04/2014

  • A la luz del propsito de este modulo taller, que es sugerir opciones tecnolgicas para maximizar el rendimiento de queso, todas las variables son importantes: pH de la leche, composicin de la leche (concentracin de slidos, concentracin de protenas, relacin grasa/protena), tratamiento trmico, cantidad de cloruro de calcio aadido, tiempo de coagulacin, condiciones de corte de la cuajada, agitacin y calentamiento de la mezcla de cuajada y lactosuero, salazn y prensado del queso.

    Ninguna de estas variables es independiente y las interacciones no son lineales ni exactamente predecibles, por lo que el camino hacia la optimizacin es necesariamente un proceso iterativo de aprendizaje.

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  • Quesos

    Queso Cottage Roquefort Stilton Queso azul Gorgonzola Camembert Brie Swiss Baby Swiss Gouda Danbo Edam Romano

    Limburger

    Queso brick tradicional

    Cheddar

    Colby

    Sweet Brick

    Muenster

    Havarti

    Muzzarella

    Provolone

    Parmesano

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  • Etapas Generales de la produccin de Quesos

    Pasteurizacin

    Agregado del starter Lactosa cido lctico

    Formar un grumo Cuajar el grumo cuajada cida o cuajada

    cida caliente

    Cortar la cuajada Calentar la cuajada + suero Remover el suero Salado Pre prensado - Prensado Curado-maduracin

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  • Fases de la coagulacin del queso

    FASE PRIMARIA La renina hidroliza la k-casena; esta fase primaria o fase

    enzimtica lleva la ruptura entre los aminocidos 105 y 106 de la k-casena, que son la phe y la met respectivamente. Esta hidrlisis tiene como resultado la separacin de la fraccin hidroflica soluble (macropptido) que contiene los residuos cidos, el grupo fosfato y las unidades de carbohidratos de la fraccin hidrofbica (para k-casena) (Swaisgood, 1975; Hill, 1969).

    La formacin de para k-casena a partir de la k-casena

    sigue una cintica de Michaelis-Menten, con una Km entre 2.6 x 10- 4 M y 5 x 10- 4 M y una velocidad mxima (Vmx.) aproximada de 1.01 x 10- 5 mol/L. seg- 5 (Chapln, 1980; Dalgleish, 1979).

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  • La fase primaria puede ser representado por la siguiente ecuacin:

    Kappa-casena para-Kappa-casena + macropptido

    (PM= 6000 8000 Daltons) (insoluble) (soluble)

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  • FASE SECUNDARIA

    Las micelas modificadas se agregan. Se acepta que la s1 y -casenas son gradualmente hidrolizadas por largo tiempo, llamndose en algunas ocasiones a esta etapa fase terciaria (Kato, 1980).

    La fase secundaria es de carcter no enzimtico. Los iones de Ca++ son requeridos para que se produzca la coagulacin. Las condiciones ptimas para la accin de la renina incluye un rango de temperatura de 40 a 42C (104 - 107.6F). La coagulacin esta influenciada por el pH de la leche. La reaccin es ms fuerte a un pH ms bajo alrededor de 6.6 a 5.8. La coagulacin no ocurre a pH alcalinos fuertes.

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  • Cambios en la calidad durante el

    proceso/aejamiento

    Flavor a manteca Citrato Diacetilo

    Algunas LAB

    Formacin de ojos produccin de CO2

    Propionibacterium shermanii

    Venas azules Penicillium roqueforti

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  • Quesos con ojos

    Swiss

    Baby Swiss

    Gouda

    Edam

    Danbo

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  • Swiss y Baby Swiss

    Predominante- Streptococcus thermophilus

    Pequea cantidad - Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus

    Pequea cantidad - Lactobacillus helveticus

    Pequea cantidad - Lactobacillus lactis

    Opcional- Lactococcus

    Propionibacterium fruedenreichii subsp. shermanii cido lctico CO2

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  • Gouda , Edam y Danbo

    Lactococcus spp. Glucosa cido lctico

    Leuconostoc spp. cido ctrico CO2

    Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis

    cido ctrico CO2

    02/04/2014

  • 02/04/2014

  • 02/04/2014

  • FLUJO DE ELABORACIN DE QUESO TIPO MOZZARELLA

    Streptococcus thermophilus

    Lactobacillus bulgaricus

    10C

    FILTRADO

    ADICIN DEL Cl2Ca

    PESADO

    PRE-MADURADO

    ADICIN DEL CULTIVO

    PASTEURIZADO

    RECEPCIN DE LA LECHE

    ALMACENADO

    ENFRIADO

    ADICIN DEL CUAJO/COAGULACIN

    BOLEADO

    AMASADO E HILADO

    MADURACIN

    DESUERE

    REPOSO

    SEGUNDO AGITADO

    CALENTAMIENTO DE GRANOS

    PRIMER AGITADO

    REPOSO

    CORTE

    3g/100Lt

    LTLT 63C X30min

    3%SG y 16-18D

    32 34C

    32 34C 23D

    32 34C

    32 34C

    200ppm.

    2,5g/100Lt

    32 34C x 20 min

    1C/2min. hasta llegar A 41C

    HORIZONTAL Y VERTICAL 1cm arista

    5min.

    Rpido Y Total

    41 43C x 60 min. Aprox.

    pH=5.2 5.3 en agua a 80C

    En agua fra

    A 80C forma esfrica

    FILTRADO

    ADICIN DEL Cl2Ca

    PESADO

    PRE-MADURADO

    ADICIN DEL CULTIVO

    PASTEURIZADO

    RECEPCIN DE LA LECHE

    ALMACENADO

    ENFRIADO

    ADICIN DEL CUAJO/COAGULACIN

    BOLEADO

    AMASADO E HILADO

    MADURACIN

    DESUERE

    REPOSO

    SEGUNDO AGITADO

    CALENTAMIENTO DE GRANOS

    PRIMER AGITADO

    REPOSO

    CORTE

    3g/100Lt

    LTLT 63C X30min

    3%SG y 16-18D

    32 34C

    32 34C 23D

    32 34C

    32 34C

    200ppm.

    2,5g/100Lt

    32 34C x 20 min

    1C/2min. hasta llegar A 41C

    HORIZONTAL Y VERTICAL 1cm arista

    5min.

    Rpido Y Total

    41 43C x 60 min. Aprox.

    pH=5.2 5.3 en agua a 80C

    En agua fra

    A 80C forma esfrica

    32 34C x 5 min

    30min.

    02/04/2014

  • DESCRIPCIN DEL PROCESO DE QUESO MOZZARELLA

    RECEPCN DE LA MATERIA PRIMA.

    Se utiliz leche de vaca fresca.

    ANLISIS DE LA ACIDEZ.

    La leche destinada para este proceso debe presentar una acidez entre 16 a 18D.

    DETERMINACIN DEL pH.

    La leche tena un pH=6,78

    FILTRADO

    PESADO DE LA LECHE.

    02/04/2014

  • PASTEURIZACIN

    La pasteurizacin fue el sistema LTLT, dado el pequeo volumen, usndose temperatura de 63C x 30min.

    02/04/2014

  • ADICIN DEL CULTIVO.

    Luego de haberse realizado el proceso de pasteurizacin de la leche, sta se enfro a 34C con la finalidad de aadir el cultivo lctico.

    3g/100Lt. de leche; esto se agrego agitndose por 2min.

    PRE-MADURACIN.

    Una vez inoculado el cultivo se dejo en bao mara. El tiempo de pre-madurado alcazo 2.20 h. 02/04/2014

  • DETERMINACIN DE LA ACIDEZ.

    En el pre-madurado la acidez de la leche debe de llagar a 23D. Esto nos indica la finalizacin del pre-madurado.

    Tambin de determin el pH que llego a 5.74

    02/04/2014

  • ADICIN DEL Cl2Ca.

    A la misma temperatura y una vez concluido la acidificacin, se adicion el Cl2Ca (200ppm) agitndose lentamente por 5 min.

    02/04/2014

  • COAGULACIN.

    Para tal efecto se adicion el cuajo o renina, en relacin de 2.5g/100Lt. de leche, dejndose por espacio de 30 min. Para lograr la coagulacin de la leche.

    02/04/2014

  • Despus de los 30 min. Verificamos si la cuajada esta lista para el corte, haciendo la prueba con un cuchillo. Es la prueba de la consistencia, se realiza se realiza haciendo un corte en la cuajada y luego introducir el cuchillo levantndolo en forma de gancho.

    02/04/2014

  • CORTE DE LA CUAJADA.

    Una ves concluido el cuajado de realiza el corte de la cuajada con las liras, primero en forma horizontal y luego en forma vertical; quedando cubetas de 1 cm. de arista.

    02/04/2014

  • SINRESIS.

    Al cortar la cuajada se dej por un espacio de 5 min. Para efectos de lograr la sinresis del suero de la cuajada.

    PRIMERA AGITACIN.

    Este agitado de hizo lentamente y sin calentamiento el cual tuvo una duracin de 20 min. mantenindose a 34C

    02/04/2014

  • CALENTAMIENTO DE LOS GRANOS.

    El calentamiento de los granos se realiz con agitacin continua y un cambio de temperatura, a razn de 1C por cada 2 min. Hasta llegar a la temperatura de 41 C.

    SEGUNDO AGITADO.

    Alcanzado los 41C se prosigue a un agitado intermitente por espacio de 30 min., esto hace que aumente la acidez y que los granos de queso queden mas secos.

    REPOSO.

    Durante 5min. se dejo de agitar con la finalidad de lograr separar los granos de queso del suero.

    02/04/2014

  • DESUERADO Se procede a eliminar todo

    el suero que rodea a la cuajada, el suero restante que queda dentro de los granos de cuajada, va saliendo lentamente, lo que ayuda a la acidificacin de la cuajada. Este desuere fue rpido y tratando de juntar los granos de cuajada a los lados del recipiente, permitiendo as el escurrimiento del suero.

    02/04/2014

  • MADURADO.

    Esta etapa se realiz en el mismo recipiente y se mantuvo a la temperatura de 43C. La cuajada se voltea durante 60min. a intervalos de 15 min. (si es abundante se corta en trozos). De esta forma se permiti la salida del suero y el desarrollo de la acidez.

    02/04/2014

  • PRUEBA PARA EL HILADO.

    Se introduce un trozo de la cuajada al agua que se encuentra a 80C, se amasa tratando de estirar. Cuando estire aprox. 80 cm. sin romperse, esta listo para la siguiente operacin.

    02/04/2014

  • AMASADO E HILADO.

    El hilado se realiz con agua a 80C, y el pH hubo llegado a 5.2; este hilado se hizo sumergiendo los trozos de la cuajada en agua y tratando de estirar hacia todos los lados. Esta operacin se repiti hasta obtener una masa uniforme, lisa y brillante. (Duracin: 3 min. Aprox)

    02/04/2014

  • BOLEADO O MOLDEADO.

    Esta etapa se realiz manualmente dndole as al queso mozzarella en forma esfrica.

    02/04/2014

  • ENFRIADO.

    Realizado el moldeado, el queso mozzarella se sumergi en agua fra (temperatura ambiente) dejndola en esta hasta ser envasado.

    ENVASADO

    Se envaso en bolsas de polietileno.

    ALMACENADO.

    A temperatura baja (refrigeracin).

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Bacterias lcticas Microflora natural de la leche Se emplea para la fabricacin de alimentos, productos lcteos,

    productos crnicos, productos de panificacin, bebidas (vino, sidra) y en conservacin de alimentos

    Gneros caracterizados por su capacidad de fermentar glcidos produciendo cido lctico

    Fermentacin Homolctica -----> cido lctico nico producto formado. Heterolctica -----> se produce: c. lctico, c. actico, etanol,

    CO2, etc.

    Algunas bacterias homofermentativas ----->capaces de fermentacin heterolctica a condiciones de crecimiento no ptimas.

    Bacterias G(+), inmviles, nunca esporuladas, catalasa negativas,

    oxidasa negativas, capacidad de biosntesis dbil, ineptas para respiracin aerobia y anaerobia, anaerobias facultativas microaerfilas (fermentan en anaerobiosis y aerobiosis).

    Formas: cocos (streptococcus, Lactococcus, Enterococcus,

    Leuconostoc, Pediococcus), bacilos (Lactobacillus). 02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Gneros

    Clulas

    Fermentacin Forma Agrupamiento

    Strepcoccus coco cadenas homo lctica

    Leuconostoc coco cadenas heteroltica

    Pediococcus coco tetradas homo lctica

    Lactobacillus bacilo cadenas homo lctica, heteroltica

    Bifidobacterium

    variado variado actica y lctica

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Gnero Streptococos Especies patgenas para el hombre (Sc. Pyogenes) Saprofitos de la cavidad bucal (Sc. mutans, Sc. salivarius) o del

    intestino (Sc. faecalis). Estreptococos lcticos (excluidos del genero Streptococcus) - Ahora:

    Lactococos lcticos 1er grupo: estreptococos lcticos (Lactococos lcticos): mesfilos que

    poseen el antigeno N o antigeno de Lancefield estreptococos del grupo N, no patgenos, crecen a t entren 20-30C.

    Streptococcus lactis (Lactococcus lactis) Streptococcus lactis subsp. lactis (Lactococcusvlactis subsp. lactis) Streptococcus lactis subsp. diacetylactis (Lactococcus lactis subsp.

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

    cremoris) Streptococcus raffinolactis (Lactococcus raffinolactis) Streptococcus plantarum (Lactococcus plantarum) 2do grupo: especie termfila Streptococcus thermophillus (no tiene

    antigeno de Lancefield), sensible al NaCl, t ptima 42 - 43C.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Gnero Leuconostoc

    Mesfilas (ptimo 20 - 30C), heterofermentativa (produce cido D(-) lctico, etanol, y CO2), usan el citrato de la leche para producir diacetilo y a veces acetato, ejm: Ln. mesenteroides subsp. cremoris.

    Tres especies:

    Leuconostoc mesenteroides (subsp. mesenteroides, subsp.

    dextranicum y subsp. cremoris)

    Leuconostoc lactis

    Leuconostoc paramesenteroides

    Especie acidfila: Leuconostoc oenos 02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Gnero Lactobacillus

    Bastoncitos agrupados en cadenas, gran exigencia de factores de crecimiento, ejm:

    Lactobacillus delbrueckii: requiere 11-15 AAaas, acidificacin lenta, resistente a pHs cidos (hasta pH: 3.5), produccin de cido lctico de 27g/L.

    Subdivisin del gnero Lactobacillus

    Grupo I: Lactobacilos homofermentativos obligatorios, no fermentan pentosas y el gluconato, clulas largas, rectas y empalizadas: 2 conjuntos de especies Lactobacillus delbrueckii (sus subespecies producen hasta 18g/L cido D(-) lctico), Lactobacillus acidophilus (3 subgrupos: Lactobacillus acidophilus (la cepa tipo), Lb. gasseri y Lb. helveticus).

    Grupo II: Lactobacilos homofermentativos facultativos, fermentacin homofermentativa de hexosas (algunos casos heterofermentativas), fermentacin heterofermentativa de pentosa y gluconato, clulas cortas, ordenadas en filamentos.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    3 grupos de especies: Lb. plantarum; Lb. casei (3 genotipos: la cepa tipo, subespecies Lb. casei subsp. casei, Lb. casei subsp. pseudoplantarum, Lb. casei subsp. tolerans y Lb. casei subsp. rhamnosus) y el grupo Lb. sake Lb. curvatus Lb. bavaricus (genomas prximos y propiedades similares de sus enzimas); producen poco cido lctico de 3 a 13g/L.

    Grupo III: Lactobacilos heterofermentativos obligatorios, fermentan hexosas y producen cido lctico, actico (o etanol) y CO2 en la relacin 1:1:1; fermentan pentosas producen cido lctico y actico, clulas cortas, rectas y separadas, produccin dbil de cido D(L) lctico 5g/L; especies: Lb. kefir, Lb. buchneri, Lb. reuteri, Lb. fermentum, Lb. brevis, Lb. bifermentans, etc.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Grupo I

    Especie Hbitat

    Lb.delbruecii subsp.delbrueckii vegetales

    Lb.delbruecii subsp.bulgaricus yogurt, queso

    Lb.delbruecii subsp.lactis queso

    Lb.acidophilus boca, vagina

    Lb.gasseri boca, vagina

    Lb.helveticus queso

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Grupo II

    Especie Hbitat

    Lb.casei subsp.casei rumen

    Lb.casei subsp.pseudoplantarum queso, forraje

    Lb.casei subsp.tolerans boca, vagina

    Lb.casei subsp.rhamnosus tracto intestinal

    Lb.sake, Lb.curvatus vegetales

    Lb.bavaricus vegetales

    Lb.plantarum vegetales, queso

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Grupo III

    Especie Hbitat

    Lb.bifermentans queso

    Lb.brevis vegetales, queso

    Lb.buchneri vegetales, queso

    Lb.kefir kefir

    Lb.reuteri tracto intestinal

    Lb.fermentum vegetales, queso

    Lb.confusus vegetales

    02/04/2014

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    Gnero Pediococcus

    Clulas agrupadas en pares o tetradas

    Fermentan azcares y producen cido lctico D(L) L(+).

    Muchas especies son incapaces de utilizar la lactosa, dbil actividad proteoltica, exigentes nutricionalmente son factores que no les permite acidificar y coagular la leche.

    Las especies se diferencian por su tolerancia a la temperatura, al pH, y al NaCl.

    Especies: Pediococcus damnosus, Pediococcus parvulus, Pediococcus inopinatus, Pediococcus dextrinicus, Pc.pentosaceus, Pc.acidolactici, Pc.halophilus, Pc.urinaequi

    02/04/2014

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    Gnero Bifidobacterium Produce ms cido actico que cido lctico (relacin 3:2),

    bajas cantidades de cido frmico, de etanol y de cido succnico y no produce CO2 como una bacteria heterolctica.

    Existen en la fermentacin lctica, son de forma cocoide, alargada con protuberancias, bifurcaciones, ordenados en cadenas estrelladas, en V o en empalizadas.

    Bacterias anaerobias, algunas toleran el oxgeno en presencia de CO2, son mesfilas, muestran temperatura ptima de crecimiento entre 37 41C, no soportan pH cidos: 5,0 4,5.

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

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Hbitat de la bacterias lcticas Los Lactococcus: se aslan de la leche cruda, cuajada, de los

    vegetales y el rumen

    Streptococcus thermophilus: se aslan de la leche pasteurizada, producto lcteos (yogurt), del material de la lechera y de los cultivos iniciadores artesanales.

    Los Leuconostoc: se aslan de la leche, productos lcteos, frutas, hortalizas, vegetales en fermentacin (choucroute), de los productos de panificacin y de las soluciones viscosas de azcar en las industrias azucareras. Leuconostoc oenos no est en la leche y se aslan del vino.

    Los Lactobacillus: en medios diferentes;

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

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

    Lb.kefiranofaciens).

    En vegetales fermentados: choucroute (Lb.bavaricus).

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

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

    En la cerveza: Lb.malefermentans

    En la sidra: Lb.sanfrancisco 02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

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

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

    Lb.casei,

    Lb.fermentum,

    Lb.reuteri.

    Especies termfilas:

    En leches fermentadas: En el yogurt Lb.delbreckii subsp.bulgaricus; en leches acidfilas encontramos Lb.acidophilus.

    Quesos fabricados a temperaturas mayores a 40C (Parmesano y emental): Lb.helveticus, Lb.delbrueckii subsp.lactis, Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus.

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

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

    02/04/2014

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    Fisiologa del crecimiento: metablismo y regulacin

    1. Nutricin nitrogenada y el crecimiento de las bacterias lcticas en leche.

    Para una convercin completa de la leche en un producto fermentado, las bacterias lcticas deben multiplicarse en pocas horas hasta 10 clulas/mL de leches (0,5 mg de peso seco/mL) y 10 clulas/mL en la cuajada para producir suficientes cantidades de cido lctico y de compuestos aromticos.

    La capacidad de crecimiento depende de: factores nutricionales, t, pH, presencia de otros m.o.

    1.1 Exigencias nutricionales

    Crece en medios ricos en vitaminas, bases nitrogenadas y fuentes de carbono y nitrgeno: leche, productos lcteos, vegetales en descomposicin, carnes, etc.

    9

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    1.2 Utilizacin de aminocidos libres Leche: concentracin baja en AAaas libres,

    ausencia de metionina. Fuente de nitrgeno ms rpidamente

    incorporada a las protenas celulares. Presencia de permeasas de aminocidos

    (dependientes o no de la fuerza motriz protnica - energa) que transportan AAaas hacia el interior de la clula, el sistema esta regulado por el pH externo e interno, estimulado por presencia de glucolpidos en la membrana celular o disacridos: lactosa y sacarosa pero no glucosa ni galactosa (Streptococcus thermophilus)

    02/04/2014

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    1.3 Utilizacin de pptidos

    La concentracin de AAaas libres no asegura el crecimiento de las bacterias ------> utilizacin de pptidos es necesario.

    Pptidos sirven de fuente de AAaas como metionina.

    Presencia de permeasas para pptidos (di y tripptidos) facilitan su fermentacin dentro de la clula. Permeasas son energa(ATP) dependientes acoplado a la fuerza motriz protnica, la energa es aportada por la lactosa y la toma de pptidos est regulada por el gradiente de pH

    en ambos lados de la membrana.

    Crecimiento sobre pptidos varia segn cepa y esta en funcin de la eficacia de los sistemas de permeacin de estos pptidos.

    Disposicin de las clulas de peptidasas externas para el

    rompimiento de grandes molculas.

    02/04/2014

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    1.4 Utilizacin de las protenas y de los polipptidos de la leche: sistema proteoltico

    Bacterias para crecer en la leche deben hidrolizar las

    protenas (casena), las protenas son bien hidrolizadas cuando la concentracin bacteriana es importante. El crecimiento puede estar limitado por la baja velocidad de la proteolisis de las casenas.

    Protenas y oligopptidos no pueden atravesar a

    membrana citoplasmtica debido a su tamao y carga --------->necesario hidrolizarlas fuera de la clula por proteasas (hidrolizan casena y derivados) y peptidasas extracelulares de las bacterias (hidrolizan pptidos).

    Las proteasas estan ligadas a la pared celular y pocas veces

    son excretadas al medio. Peptidasas extracelulares o de pared son aquellas cuya

    especificidad vara en funcin de la naturaleza de los residuos de AAaas presentes en el extremo de la molcula.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Pptidasas intracelulares o citoplasmticas hidrolizan pptidos internos formados por proteolisis interna (renovacin de protenas) o provenientes de una permeacin especfica.

    Proteolisis bacteriana (proteasas de la pared y de aquellas proteasas y peptidasas intracelulares liberadas por lisis celular) es importante no solo para la coagulacin de la leche sino durante la maduracin de quesos (desarrollo de sabores y aromas) y textura.

    Proteasa

    Peptidasa

    Dipeptidasa

    Permeasa

    Permeasa

    Permeasa

    Membrana Pared

    Peptidos

    Peptidasas

    AAaas

    Proteasas

    Protenas

    intracelulares

    Casenas

    Oligopptidos

    Dipptidos

    AAaas

    Citoplasma

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    1.5 Regulacin de la actividad proteoltica

    Composicin del medio de crecimiento y condiciones de cultivo puede modificar la actividad proteoltica total o activar/inhibir una actividad protesica o peptidsica especfica.

    Medios ricos en AAaas y pptidos disminuye la actividad de proteasas de la pared pero no la de las peptidasas.

    Lactococos frecuentemente tienen reducida capacidad de coagular la leche, tienen crecimiento dbil (proteasas-negativas Prt - ). Crecimiento est limitado por la concentracin baja de AAaas y pptidos libres. La acidifacin ligada al crecimiento es suficiente para coagular rpidamente la leche.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    1.6 Catabolismo de la arginina y de otros AAaas

    Bacterias lcticas (no todas) usan la va de la arginina desiminasa (arginina dihidrolasa).

    Esta va esta formado por 3 enzimas que actan sucesivamente: la arginina desiminasa (ADI), la ornitina carbamoil-transferasa (OTCasa) y la carbamato quinasa (CK).

    Produce 1 ATP por molcula de arginina consumida (fuente unica de carbono en Streptococcus faecalis).

    El ingreso de arginina a la clula no requiere energa, se da por intercambio con la ornitina.

    Presentan esta va: Lc.lactis subsp.lactis, algunas cepas de Streptococcus thermphilus, grupo III del gnero Lactobacillus, Lb.buchneri.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Arginina Citrulina Ornitina

    Carbamil-fosfato

    H2O

    NH3

    1

    Pi

    2

    CO2 + NH3

    3

    ADP

    ATP

    1: arginina disiminasa

    2: ornitina carbamoil transferasa

    3: carbamato quinasa

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    2. El metabolismo de los azcares: fermentacin lctica

    Los azcares son fermentados hasta cido lctico por las bacterias en 2 formas:

    Fermentacin homo lctica: se produce lactato por la va de Embden Meyerhof - Parnas (EMP).

    Fermentacin heterolctica: la va usada es la de las pentosas fosfato y desemboca en la produccin de lactato, etanol y eventualmente acetato.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI La fermentacin de la lactosa en las bacterias lcticas: va homofermentativa y va

    heterofermentativa

    Lactosa

    Lactosa-6-P

    Glucosa

    Glucosa-6-P

    Fructosa-6-P

    Fructosa-1,6-diP

    Dihidroxiacetona-P

    Va homofermentativa

    Gliceraldehdo -3-P

    1,3-difosfoglicerato

    3-fosfoglicerato

    Fosfoenolpiruvato

    Piruvato

    Lactato

    Galactosa-6-P

    Tagatosa-6-P

    Tagatosa-1,6-diP

    Lactosa

    Lactosa-6-P

    Glucosa

    Glucosa-6-P

    6-fosfogluconato

    Ribulosa-5-P CO2

    Xilulosa-5-P

    Acetil-P

    Acetil-CoA

    Acetaldehdo Etanol

    PEP

    PYR

    ATP

    ADP

    ATP

    ADP

    7

    1 2

    3

    4

    5

    6

    8

    9

    ATP ADP

    NAD+

    NADH

    ADP ATP

    ADP

    ATP

    NADH

    NAD+

    PEP

    PYR

    ATP

    ADP

    NAD+

    NADH

    CoASH Pi

    NADH

    NAD+ NADH NAD+ CoASH

    Va heterofermentativa

    1: Fosfo--galactosidasa 2: tagatosa-6-fosfato isomerasa

    3: tagatosa-6-fosfato quinasa

    4: tagatosa-1,6-diP-aldolasa

    5: piruvato quinasa

    6: lactato deshidrogenasa

    7: fructosa-1,6-diP-aldolasa

    8: pentosa-5-fosfato cetolasa

    9: etanol deshidrogenasa

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    2.1 Metabolismo de la lactosa

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

    Metabolismo de lactosa en Lactococcus lactis

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

    Lactosa-6-fosfato es hidrolizado por la fosfo--galactosidasa, la glucosa-6P formada se degrada segn la va EMP (Fig. anterior).

    El PEP esta presente en el cruce de las dos vas, la permeacin de la lactosa y la formacin de ATP a travs de la va glucoltica; su concentrcin intracelular est controlada a travs de la modulacin de la actividad de la PK. La variacin de la relacin FDP/Pi regulara la actividad de la PK controlara la velocidad de la fermentacin del azcar por el ciclo PTS-glicolisis. FDP: fructosa-1,6-difosfato, PTS: sistema fosfotransferasa.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    En fermentacin homolctica por cada mol de lactosa produce 4 moles de lactato y 5 molculas de ATP (2 por la va de la glucosa y 3 por la de la galactosa), tras reduccin de piruvato. El lactato es expulsado al medio.

    Las bacterias lcticas pueden sintetizar no solamente la forma L(+) sino la forma D(-) o las dos de cido lctico. Esto depende de la especie o del gnero de la bacteria y tambin de las condiciones de crecimiento.

    La fermentacin heterolctica de una molcula de lactosa produce 3 molculas de lactato y 4 molculas de ATP.

    El crecimiento de las clulas en presencia de lactosa o de galactosa permite incrementar la sntesis de las enzimas especficas de sistema lactosa (Induccin de enzimas del sistema lactosa).

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Metabolismo de la lactosa en Sc. thermophilus

    Probablemente algunas posean una -galactosidasa o una fosfo--galactosidasa o las dos, esto implicara la presencia de una permeasa especfica de los -galactsidos, ya sea de un sistema PTS, ya sea de los dos.

    La galactosa producida por hidrlisis de lactosa no es fermentada mayormente y es excretada, su no utilizacin sera debido a la represin por la glucosa o la lactosa.

    La glucosa proveniente de la lactosa se metaboliza a travs de la va EMP: est presente una fuerte actividad de la hexoquinasa.

    Metabolismo de la lactosa en Lactobacillus

    Lactobacilos homofermentadores: Lb. Delbrueckii subsp.lactis, Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus, Lb. helveticus poseen una -Gal. En Lb. acidophilus estn presentes la enzima anterior y la P--Gal, pero con actividades variables segn cepas.

    La lactosa debe penetrar por accin de una permeasa, Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus y Lb. helveticus no poseen un sistema PTS ni para

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

    molcula de lactosa. 02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Lactobacilos heterofermentadores

    Las enzimas claves del metabolismo homofermentativo (la FDP aldolasa y la triosa-fosfato isomerasa) estn ausentes.

    Metabolismo de la lactosa en Leuconostoc

    Leuconostoc no utiliza el sistema PTS-PEP para el transporte de los azcares sino ms bien un sistema que utliza el ATP como fuente de energa.

    2.2 Metabolismo de la galactosa

    Metabolismo de la galactosa en los Lactococos

    Lactococcus lactis subsp.lactis pued utilizar galactosa de 2 maneras segn el sistema de entrada utilizado.

    1. Un sistema PTS-PEP adaptado a la galactosa con una enzima especifica que produce Gal-6P interna.

    2. Una permeasa energa dependiente, especfica de la galactosa (galP) que suministra a la clula galactosa interna.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

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

    Los 2 sistemas no son utilizados simultneamente por la clula: a alta

    concentracin de galactosa sera preponderante el sistema PTS-PEP y a baja concentracin es la permeasa la que se activa y acta la va de Leloir.

    La regulacin catablica de la va de Leloir se da cuando se cultivan clulas

    en presencia de una mezcla de galactosa y glucosa, la glucosa es utilizada en primer lugar, o si se adiciona glucosa (o lactosa) a un cultivo exponencial de Lc.lactis subsp.lactis crecido en galactosa inhibe inmediatamente la utilizacin de este azcar.

    La fermentacin de la galactosa podra diferir segn las cepas o las

    especies, el crecimiento en galactosa puede producir una fermentacin homolctica u heterolctica y a veces con algunas desviaciones del metabolismo para producir formiato, acetato y etanol.

    La desviacin del metabolismo puede deberse a: - Baja concentracin de la FDP o de la TDP y as baja activacin de la LDH. - Baja conc. de triosas-fosfato inhibidoras de la piruvato-formiato-

    liasa. En una fermentacin homolctica normal el sistema PTS-PEP funciona

    normal y la conc. de los activadores de la LDH permanece elevada.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI Fermentacin de la galactosa en Lactococcus lactis: las 2 vas de penetracin y los 2 tipos de metabolismo

    Galactosa

    Galactosa

    Galactosa-1-P

    Glucosa-1-P

    Glucosa-6-P

    Fructosa-6-P

    Fructosa-1,6-diP

    Gliceraldehdo-3-P

    Piruvato

    Acetil-CoA

    Acetil-P

    Acetato

    Acetaldehdo

    Etanol

    Formiato

    Lactato

    Galactosa

    PEP-PTS Permeasa

    Galactosa-6-P

    Tagatosa -6-P

    Tagatosa-6-diP

    Dihidroxiacetona-P

    TPP

    A

    2

    3

    4

    1 6

    11

    12

    10

    13 9

    ATP

    ADP

    NADH

    NAD+

    NADH NAD+

    NAD+ NADH

    1: Fosfo--galactosidasa 2: tagatosa-6-fosfato isomerasa

    3: tagatosa-6-fosfato quinasa

    4: tagatosa-1,6-diP-aldolasa

    6: lactato deshidrogenasa

    9: etanol deshidrogenasa

    10: galactoquinasa

    11:piruvato formiato liasa

    12:piruvato deshidrogenasa

    13:acetato quinasa

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Metabolismo de la galactosa en los Lactobacilos

    La galactosa que proviene de la hidrlisis de la lactosa se liberan al exterior de las clulas y puede acumularse en la leche, si es fermentada se transforma por la va de Leloir y se fosforila a Gal-1P por medio de la galactoquinasa.

    La fermentacin de una molcula de galactosa produce una molcula de ATP menos que la fermentacin de una molcula de glucosa.

    Metabolismo de la galactosa en Sc. thermophilus

    Contiene una permeasa para galactosa, energa dependiente (ATP) y la fuerza motriz protnica esta implicada en el transporte. La galactosa slo se metaboliza por la va de Leloir con la condicin de que lactosa sea limitante (ver figura 5).

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    2.3 Metabolismo de las pentosas Las pentosas en algunas especies de Lactobacillus

    heterofermentativos, penetran ayudado por permeasas especficas y luego son convertidos en D-xilulosa-5-fosfato y finalmente a lactato y acetato.

    Numerosas cepas homolcticas de Lactobacillus, Streptococcus, Lactococcus y Pediococcus pueden fermentar pentosas, aqui la fermentacin de las pentosas es heterolctica con produccin de lactato y acetato en cantidad equimolar.

    Las bacterias que poseen un metabolismo homofermentativo en presencia de hexosas y un metabolismo heterofermentativo en presencia de pentosas son especies homofermentativas facultativas.

    2.4 Determinismo de la heterofermentacin

    Especies heterofermentativas obligatorias son incapaces de escindir la FDP: la FDP-aldolasa estara ausente o reprimida.

    Ciertas especies son homofermentativas al crecer en las hexosas o disacridos y se convierten en heterolcticas cuando estos azcares (glucosa, lactosa) estn en concentracin limitante.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    La eleccin entre los 2 tipos de fermentacin dependera de la concentracin en FDP, la FDP activa la LDH en la mayor parte de las bacterias lcticas (salvo la de Sc. thermophilus) y podra inhibir la glucosa-6P-deshidrogenasa-NADP-dependiente. A baja concentracin de azcar y as de FDP favorecera el funcionamiento de la va heterolctica en cepas homofermetativas.

    2 mecanismos explicaran a produccin de compuestos distintos al lactato:

    1. El etanol puede formarse por la va de las pentosas fosfato por reduccin del acetil-P y produccin de CO2 en cantidad apreciable.

    2. El formiato (en lugar de CO2), el acetato y el lactato podran provenir del piruvato por dismutacin de este causado por la enzima piruvato-formiato-liasa, enzima inhibida por las triosas-fosfato de la va EMP, en ausencia de estas se activara la enzima. De igual modo a pH alcalino, especies homofermentativas producen lactato asociado a formiato y acetato.

    02/04/2014

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    2.5 Permeacin y el metabolismo de los otros azcares

    La permeacin de la glucosa en bacterias lcticas puede darse por una permeasa especfica o por el sistema PTS.

    Existira dos PTS para la entrada d glucosa: PTS-glc (presente en todas las bacterias homofermentativas que usa la va EMP) y la PTS-manosa (permite la entrada de manosa, fructosa y glucosa).

    La no utilizacin de la va de EMP conduce a la heterofermentacin.

    La permeacin de la sacarosa y de la maltosa estara ayudado por un sistema PTS-PEP. Slo una mitad de la molcula es metabolizada por la va EMP, entonces se produce un bajo contenido en FDP y un alto contenido de fosfato, esto sera responsable de la inhibicin de la piruvato quinasa y de la LDH.

    Regulacin de la gliclisis por el ciclo PTS

    La velocidad de la gliclisis depende de las concentraciones relativas de la FDP y del fosfato:

    02/04/2014

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    1. Cuando hay crecimiento en azcares, la concentracin intracelular en FDP es alta, la de Pi es baja: la piruvato quinasa y la LDH son activadas y conducen el PEP hacia el lactato y no hacia los sistemas PTS.

    2. Al mismo tiempo la alta concentracin de FDP activara la protena-quinasa y la transformacin de las protenas HPr hacia la forma HPr(ser)P inepta para la permeacin.

    Estos dos fenmenos tienden a disminuir la entrada de los azcares y as modular la velocidad de la gliclisis.

    La protena HPr en su forma HPr(ser)P jugara un papel de modulador de la actividad de los sistemas PTS en bacterias lcticas incluso en otras bacterias Gram-positivas.

    La inhibicin de la piruvato quinasa por el fosfato permite explicar la constitucin del pool PEP en carencia de azcares.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI El ciclo de la gluclisis y el sistema fosfotransferasa en Lactococcus lactis

    EII Lac

    Glucosa

    Galactosa-6-P

    Tagatosa-6-P

    Tagatosa-1,6-diP

    Triosa-P

    Glucosa-6-P

    Fructosa-6-P

    Fructosa-1,6-diP

    2-desoxiglucosa-6-P

    Gliceraldehdo-1,3-diP

    PEP

    Piruvato

    Lactato

    Gliceraldehdo-2-P

    Gliceraldehdo-3-P

    Formiato

    Acetato

    Etanol

    Lactosa

    Lactosa-6-P EIII-Lac

    HPr-P

    EI EI-P

    HPr

    EIII-Lac-P

    6

    5

    2

    3

    4 7

    1

    2-desoxiglucosa

    EII Man

    1: Fosfo--galactosidasa 2: tagatosa-6-fosfato isomerasa

    3: tagatosa-6-fosfato quinasa

    4: tagatosa-1,6-diP-aldolasa

    5: piruvato quinasa

    6: lactato deshidrogenasa

    7: fructosa-1,6-diP-aldolasa

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    3. El metabolismo del citrato y del piruvato

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

    La va metablica de utilizacin del citrato es idntica en bacterias lcticas, conduce a la formacin de acetato (mayor parte excretado), CO2 y de diacetilo (2,3 butanodiona) compuesto aromatizante, as mismo son excretados otros productos como: la acetona y eventualente 2,3- butanodiol.

    Produccin de diacetilo y de la acetona

    En cultivos puros con Lc.lactis subps.diacetylactis la sntesis de estos compuestos tiene lugar durante la fase exponencial de crecimiento y es mxima cuando el citrato est agotado. En Leuconostoc la produccin de diacetilo comienza con la entrada de las clulas en fase estacionaria.

    En cultivos mixtos donde se asocian Lc.lactis subsp.diacetylactis o Leuconostoc con cepas acidificantes, la utilizacin del citrato y la produccin de diacetilo y de acetona dependen de la cepa aromatizante elegida.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI El metabolismo del citrato en bacterias lcticas

    Citrato

    Citrato permeasa

    Citrato

    Oxalacetato

    Piruvato

    Acetaldehdo-TPP

    Diacetilo

    Acetona

    2,3-butilenglicol

    CO2

    Acetolactato

    CO2

    Mg++

    Mn++ 1

    2

    3

    4

    5

    6

    Acetato

    7

    8

    TTP

    CO2

    Acetil-CoA

    CoASH

    TTP

    NADPH

    NADP+

    NADPH

    NADP+

    Mg++

    Mn++

    1: citrato liasa (citritasa)

    2: oxaloacetato decarbo-

    xilasa

    3: piruvato decarboxilasa

    4: diacetilo sintetasa

    5: diacetilo reductasa

    6:acetona reductasa

    7: acetolactato sintetasa

    8: acetolactato decarbo-

    xilasa

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Regulacin del metabolismo del citrato

    En Lc.lactis subsp.diacetylactis

    En ausencia de azcar la formacin de diacetilo y acetona se reduce a trazas, en ausencia de citrato las enzimas de esta va (citrato liasa, acetolactato-sintetasa, diacetil reductasa y acetona reductasa son constitutivas.

    En presencia de citrato , la citrato permeasa es inducida y el citrato interno es transformado en piruvato. La permeasa se activa solo a un pH inferior a 6.0 (actividad max. pH 5.0).

    El exceso de piruvato producido no puede ser reducido a lactato, se utiliza para formar acetona, diacetilo y eventualmente 2,3-butilenglicol.

    La adicin de Cu+2, Fe+2, Fe+3, Mo+6 y Co +2 aumentan la produccin de diacetilo.

    02/04/2014

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    En Leuconostoc

    Un citrato permeasa (pH ptimo < 6,0) ingresa el citrato en la clula e induce a la citrato liasa y a la acetolactato sintetasa (pH ptimo entre 5,0 y 6,0).

    La acetona puede ser formada tericamente por dos vas, a partir del oxaloacetato o del diacetilo.

    La produccin de acetona slo tiene lugar a pH cido; a pH 5,4 la adicin de azcares inhibe la utilizacin del citrato y a pH 4,5 esta inhibicin disminuye, al haber menos piruvato, ste est disponible para la sntesis de acetona ( la adicin de piruvato no permite la formacin significativa de diacetilo o de acetona).

    Algunos Leuconostoc: Ln.mesenteroides subsp.mesenteroides y subsp.dextranicum utilizan el citrato prto no producen ni acetona ni diacetilo, la va metablica es desconocida.

    Algunos Lactobacillus como: Lb.reuteri, Lb.acidophilus producen succinato a partir del citrato.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    4. La produccin de acetaldehdo

    Producido en cantidad variable por las bacterias lcticas, es de gran importancia en bacterias del yogurt, es considerado el compuesto aromtico ms importante del yogurt.

    Es producido durante el crecimiento de Sc.thermopilus o de Lb. delbrueckii subsp. Bulgaricus.

    En el yogurt la produccin de acetaldehdo sera producido por los Lactobacilos termfilos, la presencia de acetona puede alterar el aroma del producto, as las mejores cepas deberan producir 2,8 veces ms d acetaldehdo que de acetona.

    Los precursores del acetaldehdo pueden ser el piruvato y el acetil-CoA derivados del metabolismo de los azcares. En Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus y Sc.thermophilus una cantidad de acetaldehdo deriva de la treonina que puede ser directamente escindida en glicina y acetaldehdo por una treonina aldolasa.

    La hiperproduccin de acetaldehdo por las bacterias del yogurt podra explicarse por la ausencia de etanol deshidrogenasa (ADH) y as la incapacidad de producir etanol a partir de acetaldehdo.

    02/04/2014

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    5. Produccin de polisacridos Sc.thermophilus y Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus

    o El crecimiento en leche de estas cepas les hace responsables de la viscosidad, ejemplo en el yogurt. Esta viscosidad es atribuida a la produccin de EPS (exopolisacrido) por dichas cepas.

    o Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus produce un EPS soluble en presencia de diversos substratos carbonados y en fase exponencial precoz, estara formado por fructosa y glucosa en relacin 2:1 y poseera enlaces -(1,4) y -(1,6).

    o El EPS de Sc.thermophilus difiere del de Lactobacilo por estar formado de galactosa y de glucosa, adems estn presentes trazas de ramnosa, arabinosa y xilosa.

    Lactococcus lactis

    o Cepas de Lc.lactis subsp.cremoris aisladas de leche fermentada cuyas clulas son encapsuladas producen EPS. Este EPS podra ser una glucoprotena

    02/04/2014

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    6. Metabolismo aerobio

    Las bacterias lcticas tienen metabolismo fermentativo y son consideradas anaerobias son incapaces de sintetizar las porfirinas hmicas.

    Su sensibilidad al oxigeno vara segn cepas desde anaerobia estricta a aerotolerante e insensible.

    Poseen catalasas no hmicas llamadas pseudocatalasas bacterias lcticas transforman el oxgeno molecular en superxido (O2), en perxido (H2O) o en agua. En presencia del aire, el perxido si no es destrudo por una peroxidasapuede acumularse, autoinhibir la cea productora e inhibir cepas concurrentes.

    Accin del oxgeno sobre el metabolismo de los azcares

    Durante la fermentacin lctica en anaerobiosis, la regeneracin del NAD+ st asegurada por la LDH, la acetaldehdo deshidrogenasa y la etanol deshidrogenasa (fig.3 y 8).

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    La presencia del oxgeno puede modificar el espectro fermentativo de las bacterias lcticas y la naturaleza de los productos finales de la fermentacin.

    Metabolismo heterolctico aerobio de Leuconostoc

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

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

    Metabolismo aerobio de Lactococcus

    El metabolismo homolctico de Lactococcus es derivado hacia la heterofermentacin por la aerobiosis.

    La piruvato deshidrogenasa al contrario que la piruvato-formiato-liasa (otra candidata a la transformacin del piruvato) es insensible al oxgeno, sino es activada en aerobiosis, as esta enzima transforma el piruvato en acetato con produccin de una molcula de ATP suplementaria. (Figuras)

    02/04/2014

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

    Piruvato

    Hidroxietil-TPP

    Acetil-CoA

    CO2 TPP

    CoASH

    NAD+

    NADH

    Acetil fosfato

    Acetato

    Acetaldehdo

    Etanol

    NADH

    NAD+

    NADH

    NAD+

    Formiato

    CoASH

    a

    b

    Pi

    CoASH

    ADP

    ATP f

    e c

    d

    a: piruvato formiato-liasa

    b: piruvato deshidro-

    genasa

    c: acetaldehdo deshidro-

    genasa

    d: etanol deshidrogenasa

    e: fosfoacetil transferasa

    f: acetato quinasa

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI El metabolismo aerobio: Va heterofermentativa

    Glucosa

    Glucosa-6-P

    6-P-gluconato

    Pentosa-5-fosfato

    Gliceraldehdo-3-P

    Piruvato

    Lactato

    Acetato

    Acetil-P

    Acetil-CoA

    Acetaldehdo

    Etanol

    Pi 1

    2 NAD+

    NADH O2

    H2O2 H2O

    NAD+

    NADH

    H2O2 H2O

    O2

    Pi

    H2O2 H2O

    O2

    NAD+

    NADH

    NADH

    NADH

    NAD+

    NAD+ NAD+

    NADH

    CO2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    2ADP

    2ATP

    ADP

    ATP

    CoASH

    Pi

    1: glucoquinasa

    2: glucosa-6-P-deshidrogenasa

    3: gluconato-6-P-deshidrogenasa

    4: pentosa-5-P-cetolasa

    5: acetato quinasa

    6: fosfoacetil transferasa

    7: acetaldehdo deshidrogenasa

    8: etanol deshidrogenasa

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Produccin aerobia de acetona

    En ciertas cepas de Lc.lactis subsp.lactis la -acetolactato sintetasa es activada y produce acetona (fig7) sobre todo en presencia de galactosa y a la adicin de catalasa para eliminar el perxido.

    Oxidacin del piruvato

    La piruvato oxidasa presente en aerobiosis en muchas bacterias lcticas produce acetato y una molcula de ATP.

    Utilizacin de lactato por Pediococcus y Lactobacillus

    Lb.plantarum y Lb.casei son capaces de oxidar el lactato. Pc.pentosaceus en aerobiosis oxida las formas L(+) y D(-) del lactato formado hasta acetato y CO2.

    Este sistema es reprimido por la glucosa e inducido por la galactosa o la latosa.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Ventajas del metabolismo aerobio

    o Aumenta la produccin de ATP y as la tasa de crecimiento y rendimiento de biomasa.

    o Gracias a la produccin suplementaria de NAD+ oxidado, el espectro fermentativo de ciertas bacterias lcticas se extiende a sustratos inutilizados en anaerobiosis: glicerol, manitol, sorbitol y lactato.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    7. Fermentacin malolctica (FML)

    Durante vinificacin, en presencia de azcar como fuente de energa, ciertas bacterias como Leuconostoc oenos son capaces de fermentar concentraciones elevadas de cido mlico en cido lctico con un rendimiento de transformacin muy elevado del 75 al 96%.

    Leuconostoc oenos bacteria ms frecuente del vino a pH

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    La enzima responsable de la fermentacin malolctica (MLE)(E.C. 1.1.1.38). Es una malato-decarboxilasa que exige Mn2+ y NAD+ sin reducirlo. Transforma el L-malato en CO2 y L-lactato que es liberado al medio.

    La enzima puede ser constitutiva o inducible por el malato en algunas especies de bacterias lcticas. En presencia de malato se induce otra enzima que es tambin una malato-decarboxilasa que produce piruvato y CO2 reduciendo el NAD+

    Fermentacin malolctica y el crecimiento

    o En Ln.oenos la fermentacin malolctica estimula la tasa de crecimiento y la biomasa. La energa suplementaria provendra de la salida del lactato que engendrara una fuerza motriz protnica.

    o El pH del medio conteniendo malato influenciara la tasa de crecimiento de la bacteria lctica aumentando o disminuyendo este crecimiento.

    o La fermentacin malolctica a pH inferior a 6,0 con Lb.plantarum consumira energa, la permeacin del malato exige energa. La FML en estas condiciones servira para aumentar el pH por decarboxilacin del malato.

    02/04/2014

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    8. El metabolismo y los minerales El magnesio estimula el crecimiento de las bacterias lcticas y la

    produccin de cido lctico, ejemplo en Lc.lactis, Sc.thermophilus y Lb.acidophilus. Es indispensable para muchas enzimas necesarias para el crecimiento celular o para la produccin de aromas.

    El manganeso sirve para la resistencia del Lb.plantarum al superxido. Diversas especies de Leuconostoc y todos los Lactobacilos exigen Mn2+ y su variacin en la leche exlicara la variacin en el crecimiento y la produccin de aromas en Ln.cremoris. Es necesario para la actividad de numerosas enzimas entre ellas la ARN polimerasa, la LDH, la enzima malolctica, la NADH oxidasa, etc.

    El fierro transportado por varias molculas muy afines no tiene efecto general sobre el crecimiento o sobre la produccin de cido lctico.

    El calcio no estimulara el crecimiento de las bacterias lcticas salvo el de Lb.casei y permitir la desintegracin de las cadenas de clulas as como una modificacin en su forma en Lb.acidophilus que le permite una mejor resistencia a la congelacin. El lactato formado se excreta acoplado con dos protones, en este flujo hay formacin de ATP por una ATPasa de membrana dependiente de Ca2+/Mn2+.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    El transporte del potasio es necesario para la regulacin del pH intracelular. Su concentracin es alta y se exige para el crecimiento de Lb.helveticus y Lb.casei. Otros iones monovalentes Na+, NH4+, entran en competicin con el K+.

    El cadmio contaminante de la leche a baja concentracin puede inhibir el crecimiento y la produccin de cido en Lb.delbrueckii subsp.lactis, Lb.helveticus y Sc.thermophilus.

    El cobre inhibe el crecimiento de las bacterias lcticas (Lb.casei, Lb.debrueckii subsp.bulgaricus, Sc.thermphilus) en la leche y la produccin de cido lctico a concentraciones entre 10-2 y 10-4 mM.

    El cobre Cu2+ as como el Fe2+, Fe3+, Co2+ y el Mo6+ aumentan la produccin de diaetilo.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    9. Lipolisis

    La actividad lipoltica de los Lactococos en la leche sera dbil pero poda contribuir al sabor y aroma de los quesos madurados. Estas bacterias hidrolizaran ms fcilmente los mono- y di-glicridos que los tri-glicridos de la leche.

    En Lactobacilos homofermentativos mesfilos como Lb.casei y Lb.plantarum, en termofilos como Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus, Lb.delbrueckii subsp.lactis, Lb.helveticus y Lb.acidophilus, la actividad lipsica ha sido manifestado. Los triglicridos que contienen cidos grasos con cadenas cortas son los ms fcilmente hidrolizados, los de la materia grasa de la leche lo son dbilmente. El sistema enzimtico es ptimo a un pH neutro y a una temperatura entre 40 y 50C segn la especie.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    10. Produccin de compuestos antagonistas

    Las bacterias lcticas son conocidas por producir durante su crecimiento sustancias que inhiben el crecimiento de otros m.o. Pueden ser los metabolitos excretados por la bacteria como el cido lctico o derivados del metabolismo del oxgeno como el perxido de hidrgeno. Tambin producen bacteriocinas que son de naturaleza proteca.

    1. En Lactococcus lactis

    Se ha observado la produccin de 2 sustancias consideradas antibiticos: la nisina y la diplococina.

    La nisina, grupo de polipptidos producidos por Lactococcus lactis subsp.lactis tiene accin contra las bacterias Gram positivas, acta sobre las clulas vegetativas e impide tambien la germinacin de los esporos de bacterias esporuladas como Bacillus y Clostridium.

    La accin de la nisina seria sobre la membrana bacteriana, tambin inhibe otras bacterias lcticas como a Lactococcus lactis subsp.cremoris, pero sera inactiva frente a los Lactobacilos y Streptococcus thermophilus.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    La nisina es el nico que est autorizado y comercializado en la industria alimentaria para la conservacin de alimentos.

    La diplococina es producida por Lactococcus lactis subsp.cremoris su actividad es ms restringida que la nisina y acta sobre ciertas cepas de Lactococcus lactis subsp.lactis pero no acta sobre las bacterias esporuladas.

    La diplococina (polipptido) detiene inmediatamente la sntesis de ADN y ARN y la muerte de las clulas pero no su lisis.

    2. En Lactobacilos

    o Las bacteriocinas son de naturaleza proteica de accin bactericida y su actividad esta restringido a especies parecidas.

    En Lb.helveticus

    Produce la lactocina 27 (glicoprotena). Es activa sobre cepas de Lb.helveticus o de Lb.acidophilus, provoca el detenimiento de la sntesis proteica pero no la del ADN o del ARN. La helveticina inhibe solo cepas de Lb.helveticus, Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus y de Lb.lactis.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    En Lb.acidophilus

    La mayora produce una bacteriocina de origen cromosmico activa slo sobre Lb.leichmanii, Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus, Lb.helveticus y Lb.lactis.

    En Lb. plantarum

    Produce plantaricina A que inhibe levaduras, bacterias Gram-negativas y la mayor parte de bacterias Gram-positivas, entre ellas las bacterias lcticas: Lb.plantarum, Pc.pentosaceus y Ln.paramesenteroides.

    En Lb.sake

    Algunas cepas produce una protena llamada sakacina A que inhibe el crecimiento de Listeria monocytogenes y tambin diversos Lactobacillus y Leuconostoc pero sobre todo bacterias Gram-negativas. 02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    3. En Pediococcus

    2 cepas de Pc.pentosaceus producen una protena llamada pediocina A que inhibe el crecimiento de otros Pediococcus, de Lb.plantarum, Ln.mesenteroides, Micrococcus luteus, Baillus cereus, Clostridium botulinum, Cl.sporogenes, Lb.brevis, Listeria monocytogenes, etc.

    Tcnicas de conservacin Los sistemas de conservacin de larga duracin de las bacterias lcticas son la congelacin a muy baja temperatura y la liofilizacin.

    Lactococcus lactis

    Crece a 37C, para el recuento se usa el medio MRS (empleado sobre todo para Lactobacilos) y el medio Elliker. El medio M17 es el ms usado contiene -glicerato de sodio (efecto tampn del medio: a pH 7.15 el crecimiento es rpido y colonias de buen tamao en medio slido).

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Las clulas no deben conservarse en medio cido, favorece las lesiones de la envoltura y la prdida de los plsmidos, deben ponerse en suspensin en un medio de leche nuevo y almacenadas en fro sin incubacin.

    Pueden almacenarse en fro en medio M17. El mtodo ms utilizado es la congelacin y el almacenamiento a -30C o menor a -75C o en nitrgeno lquido en un medio que contenga M17 nuevo y como crioprotector glicerol.

    La liofilizacin destruye hasta el 90-95% de las clulas.

    Streptococcus thermophilus

    o Para el recuento se usa el medio M17 a pH 6.8 para la distincin con especies de Lactobacilos. La temperatura de incubacin seera de 60C.

    o La conservacin es mejor al fro y al vaco o en nitrgeno lquido que en presencia de aire.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Leuconostoc

    Los medios especficos utilizados no parecen ser muy eficaces, el medio MRS se usa con frecuencia. No crecen bien en medio M17, su crecimiento es posible en el medio KCA y Rogosa.

    Lactobacillus

    Para el recuento se utiliza con frecuencia el medio de Rogosa, aunque tambien el medio MRS a un pH 6.5 pero con frecuencia de utiliza a pH 5.5.

    La conservacin tras congelacin -196C de clulas concentradas es buena incluso tras 28das. Tras siembra en leche pasteurizada y conservacin a 5C, la viabilidad (21das) vara con las cepas.

    Pediococcus

    Se desarrollan bien en medios como MRS con pH 6.2 o en presencia de cido ascrbico MRSS o de acetato de talio MRST y el medio RA a pH 6.2.

    Las bacterias que sirven de fermentos pueden liofilizarse o mejor congelarse en presencia de diversos crioprotectores.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Aplicaciones industriales Fermentos industriales

    Como fermentos (cultivos iniciadores) en la industria lctea, produccin de quesos, yogurt, etc.

    Fermentos mesfilos, termfilos, de cepa nica, fermentos multiples, fermentos mixtos.

    En la elaboracin de mantequilla, cepas productoras de diacetilo (aroma caracterstico): Lc.lactis subsp.diacetylactis, cepas de Leuconostoc.

    Fermentos lcticos termfilos Sc.thermophilus y Lb.bulgaricus producen acetaldehdo a partir de AAaas presentes en la leche.

    Fermentos mesfilos: Lo forman: Lactococos, ciertos Leuconostoc (Ln.cremoris, Ln.dextranicum), y ciertos Lactobacillus (Lb.casei, Lb.plantarum): se usan para la fabricacin de quesos frescos: Quarg, Feta, Cottage, de quesos de pasta blanda: Camembert, Brie, Pont lEveque, Coulommers, de quesos duros de pasta prensada: Cheddar, Gouda, Edam o de quesos de pasta azul: Roquefort (en particular Leuconostoc), Silton, Gorgonzola y otros.

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

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

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

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

    Los probiticos Es una preparacin bacteriana a base de bacterias lcticas intestinales utilizada en forma revivificable con fines nutricionales o teraputicos

    02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Bacterias lcticas utilizadas frecuentemente son Lactobacilos: Lb.acidophilus, Lb.casei, Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus, Lb.helveticus, Lb.lactis, lb.salivarius, Lb.plantarum y tambin Sc.thermophilus, etc.

    Bacterias intestinales o no deben ser resistentes a enzimas digestivas de la cavidad bucal y gstrica, pH cido del estomago, sales biliares y tener capacidad de adherirse a la clulas intestinales para colonizar el tracto intestinal sin perturbar a la flora intestinal normal.

    Los probiticos deben ingerirse con leche. Lactobacilos vivos ingeridos no debe sobrepasar 10x8-10x9 por dosis.

    Probiticos: aumenta la produccin de ciertas vitaminas, estimula la digestin de los alimentos, excretan ciertos AAaas (lisina), mejora la digestin de la lactosa, probablemente actuaran sobre la estructura del epitelio intestinal, el nmero de clulas productoras de mucus y la rapidez de renovacin celular. 02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    Consumo de leche con Lb.acidophilus vivo facilitara el transito intestinal, combatira el estreimiento y el trastorno causado por antibiticos ayuda a restaurar el equilibrio de la flora intestinal.

    Las bacteriocinas producidas por numerosas bacterias lcticas pueden inhibir bacterias patgenas del tracto digestivo. Estos probiticos estimularan la produccin de inmunoglobulinas (linfocitos B).

    Los probiticos poseeran actividad anticolesterol, ciertas bacterias lcticas inhibiran la conversin de acetato en colesterol, el Sc.thermophilus sera responsable de esta accin.

    En los productos crnicos

    Flora espontnea predominante en la fermentacin de los productos crnicos est constituida por Lactobacilos (Lb.plantarum, Lb.brevis, Lb.fermentum) y Pediococcus (Pc.acidilactici). Estos inhiben la Salmonelas, Estafilococos o Clostridium boltulinum en la fabricacin de salchichas y bacn. 02/04/2014

  • LUIS ARTICA MALLQUI

    En los vegetales

    Uso de cultivos puros de bacterias lcticas para la fermentacin de productos vegetales: pepinos, aceitunas, coles, etc. Fermentacin malolctica.

    En la panificacin

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

    Produccin microbiana de cido lctico

    A partir de medios sintticos, sueros de quesera, sacarosa, etc. las bacterias lcticas empleadas son homofermentativas: Lb.delbrueckii subsp.delbrueckii (con glucosa), Lb.delbrueckii subsp.bulgaricus (con lactosuero).

    E carcter anaerobio facultativo de estas bacterias permite trabajar en un biorreactor sin eliminar el oxgeno. Se hacen cultivos en batch, continuos, con clulas inmovilizadas o atrapadas en alginato. 02/04/2014

  • FIN DE LA PRESENTACIN

    GRACIAS

    02/04/2014