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Summary

Ante la demanda de los consumidores de alimentos seguros, mínimamente procesados, con una vida útil larga y sin aditivos químicos, el empleo de las bacteriocinas como bioconservantes en alimentos representa una alternativa para prevenir el desarrollo de microorganismos patógenos y alterantes.

Content

Las bacteriocinas son sustancias antimicrobianas de naturaleza peptídica producidas por algunas bacterias lácticas. Su potencial como antimicrobianos naturales está siendo ampliamente investigado para mejorar la calidad y seguridad de la leche y los productos lácteos. Las primeras observaciones sobre la inhibición del desarrollo microbiano por un compuesto producido por bacterias presentes de forma natural en leche datan de 1928. La nisina, como se denominó a la bacteriocina responsable de la inhibición, se describió en 1947 y se comercializó en 1953 en el Reino Unido. Actualmente se emplea en alimentos en más de 50 países, particularmente para prevenir el defecto de la hinchazón tardía por Clostridium tyrobutyricum en quesos fundidos y otros productos lácteos, así como en conservas para evitar el desarrollo de C. botulinum. Las toxiinfecciones asociadas al consumo de alimentos continúan suponiendo un problema sanitario y económico en los países desarrollados. La leche es un medio de cultivo ideal para el crecimiento de los microorganismos por su alto contenido en agua, su pH y la gran variedad de nutrientes que posee. La contaminación de la leche puede ocurrir durante el ordeño, el almacenamiento y el transporte a la industria. La reducción de la incidencia de toxiinfecciones por consumo de leche y productos lácteos se ha relacionado con el descenso de las zoonosis en la granja, con la mejora de la higiene y con la implementación de sistemas de APPCC y otras medidas preventivas en la industria láctea. Aunque la pasterización de la leche destruye a los microorganismos patógenos, el procesado posterior puede dar lugar a contaminaciones postpasterización del producto. Los patógenos que preocupan a la industria láctea en mayor medida son Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli O157:H7 y Salmonella enterica. L. monocytogenes es una bacteria ubicua que crece a temperaturas de refrigeración, pudiendo alcanzar valores de riesgo y permanecer viable en el alimento durante periodos largos. Su presencia en quesos blandos es relativamente frecuente. S. aureus causa mamitis y produce toxinas termorresistentes, y se ha asociado a brotes por productos lácteos mantenidos en condiciones de abuso de temperatura o con fallos de acidificación por los cultivos iniciadores en queso. E. coli (EHEC) O157:H7 también se ha visto implicada en algún brote, aunque es destruida por la pasterización y no crece en leche refrigerada. Los casos de salmonelosis por leche y productos lácteos se han debido a pasterizaciones inadecuadas o a contaminaciones postpasterización. La nisina y otras bacteriocinas descritas en la literatura científica poseen una capacidad muy interesante para inhibir bacterias patógenas y alterantes y mejorar la calidad y el sabor del queso. Su incorporación a la leche en la fabricación del queso puede hacerse a través de la adición de cultivos productores de bacteriocinas, o cultivos bioprotectores, que producirán la bacteriocina en el queso, o añadiendo directamente a la leche la bacteriocina pura o un extracto de un cultivo productor que contenga dicho compuesto. Los cultivos bioprotectores presentan algunos inconvenientes tecnológicos, como bajas tasas de acidificación, escasa actividad proteolítica o mayor sensibilidad a fagos, por lo que deben optimizarse para su aplicación en la fabricación del queso a través de la combinación con cultivos iniciadores resistentes a la bacteriocinas. Pero también se han obtenido cultivos bioprotectores con buenas propiedades tecnológicas, que se han aislado de la microbiota natural de leche y quesos de leche cruda, y que sirven como cultivos iniciadores con buenas características tecnológicas y al tiempo como cultivos bioprotectores productores de bacteriocina. En el Departamento de Tecnología de Alimentos del INIA disponemos de una colección de bacterias lácticas con propiedades de interés para la industria láctea. Así, con cultivos de Lactococcus productores de nisina o de otra bacteriocina denominada lacticina 481, se consiguió reducir significativamente los niveles de L. monocytogenes durante la maduración del queso de leche cruda, así como con un cultivo transformado genéticamente para producir pediocina PA1, otra bacteriocina muy activa frente al patógeno. Igualmente, con distintos enterococos productores de bacteriocinas denominadas enterocinas se han conseguido buenos resultados en queso, aunque por ser menos seguros que los lactococos para su empleo en alimentos, necesitan una evaluación de sus características más precisa. Como aditivo, industrialmente únicamente se emplea la nisina, aunque como se indicó anteriormente, es posible utilizar como cultivos bioprotectores otras bacterias que producen bacteriocinas in situ en el queso. Como alternativa a la adición directa de la nisina a la leche, y para evitar interferencias con el proceso de elaboración del queso causadas por la inactivación del cultivo iniciador, se han desarrollado experimentalmente distintas estrategias, como la adición de nisina microencapsulada en liposomas a la leche, para mejorar su estabilidad y distribución en el queso. Las bacteriocinas son particularmente interesantes en la aplicación de la denominada tecnología de barreras u obstáculos para la seguridad microbiológica de alimentos, estrategia que consiste en combinar diversos sistemas antimicrobianos permitiendo reducir la concentración de los compuestos o la intensidad de los tratamientos individuales. En combinación con la tecnología de altas presiones, cada vez más utilizada por la industria alimentaria para conseguir alimentos seguros, hemos detectado un mayor efecto letal de diversas bacteriocinas frente a L. monocytogenes, S. aureus y E. coli O157:H7 en queso. La combinación permite rebajar la intensidad del tratamiento físico, y por tanto causar un impacto menor en las características del queso presurizado. También las bacteriocinas aplicadas conjuntamente con otros antimicrobianos naturales, como el sistema lactoperoxidasa presente de forma natural en leche, o la reuterina, un compuesto antimicrobiano producido por algunas cepas de Lactobacillus reuteri, han proporcionado resultados satisfactorios en la inactivación de distintos patógenos en productos lácteos. La optimización de la producción y actividad de las bacteriocinas en queso, la emergencia de patógenos resistentes a estos antimicrobianos y la combinación de bacteriocinas con otros bioconservantes o con procedimientos físicos de eliminación de patógenos, son aspectos que merecen seguir siendo investigados para mejorar la seguridad microbiológica de la leche y los productos lácteos.