bacterias ac lactica
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Productos lácteos fermentados
Cultivos iniciadores o estárter, bacterias lácticasSu función es la de fermentar la lactosa, transformándola en ácido láctico,lo cual modifica las proteínas de la leche y forma compuestos que le dan aroma y aspecto diferente.
Acido Láctico
*fines de conservación,
*tienen diferente contenido de agua, ácido y bacteriocinas
*presenta una textura, un olor y un “flavor” mucho más atractivos
Lactosa
COOH
H-C-OHCH3
CULTIVOS ESTARTER
Bacterias ácido-lácticas homofermentativas
Mesófilas (25-30ºC)
Lactococcus lactis subesp. lactisLactococcus lactis subesp. cremoris
Termofilas (37º-42ºC)
Streptococcus thermophilusStreptococcus delbrueckii subesp. bulgaricusLactobacillus helveticus
MICROFLORA SECUNDARIA
Leuconostoc ciertas cepas deLc. lactis sub lactis y otras bacterias lácticas
Propionibacterium freundenrreichii
Metabolizan el ácido cítricoproduciendo compuestos aromáticosY CO2 (Edam, Gouda, Azul..)
Metaboliza el ácido láctico a ácidopropiónico, ácido acético y CO2. El CO2 forma los agujeros de los quesos de tipo suizo.
Devaryomyces y TrichosporomBrevibacterium linen y especies de Mixococcus
Quesos madurados en superficiecomo el Limburger y el Gruyere
Penicillium camembertiiPenicillium roqueforti
Maduración de los quesos Camembert y quesos azulesrespectivamente
Productos Lácteos: Yogur
Cultivos iniciadores:
YOGURStreptococcus termophilus (ácido). Lactobacillus delbrueckii ssp bulgaricus(sabor).
ADITIVOS: Lactobacillus acidophilus
Bifidobacterium bifidum
LECHE
Productos Lácteos: QUESOS
Salado
MaduraciónADITIVOS: Penicillium roqueforti
P. camemberti
Propionibacterium
Bacterias lácticas
Lactococcus lactis.
RENINA.CUAJO
ACIDIFICACIÓNCOAGULACION
Calor
Prensado
SueroDESHIDRATACION
Etapas básicas en la elaboración de quesoMateria prima, leche (analizada microbiológica y químicamente)
+/- Pasteurización
+ Cultivo iniciador, bacterias lácticas (0,5-1,5% v/v)
(Leche a 30-35ºC)
Acidificación(+/- aditivos (ej. color)
Coagulación por la renina o cuajo
CuajadaCorte (molienda)/ agitaciónTratamiento térmico/Salado
Separación del suero del cuajo
Prensado Maduración
Lactosuero
+/- adición de inóculo microbianos (microflorasecundaria) u otros aditivos
¿Cómo actúa la quimosina?
Proteínas de la leche
Caseinasα-s1 caseinaα-s2 caseinaβ caseinaκ caseina
Suero LactoglobulinaSeroalbuminainmunoglobulinas
Submicela de caseína
quimosina
CH3-CO-COOH CH3-CHOH-COOH
NADH+H NAD
Lactato deshidrogenasa
Piruvico Láctico
Bacterias ácido-lácticas (Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus,Leuconostoc, Pediococcus)
Son bacterias Gram (-), no esporuladas, inmóviles, anaerobias aerotolerantesy la diferencia radica en la morfología: cocos y bacilos.
Son bacterias catalasa negativaLa mayoría son mesófilas, pero también hay algunas pocas psicrófilasy termófilas
Su metabolismo es fermentadorSon muy exigentes por lo que es difícil de cultivarlas, aún cuando se empleanmedios muy ricos. Su hábitat son los vegetatles en descomposición.
Según los productos resultantes de la fermentación de la glucosa se clasifican en Homofermentativas y Heterofermentativas
(4) Acido piruvico
(4) Acido láctico
Glucosa-6-fosfato
Fructosa-fosfato
(2)Triosa-fosfato
Fructosa-1-6-difosfato
(4) NAD (4) NADH
(4) NADH (4) NADLactatodeshidrogenasa
Metabolismo de la lactosa en las bacterias lácticas homofermentativas
(2) Triosa-fosfato
Tagatosa-6-fosfato
Tagatosa-1-6-difosfato
Tagatosa-1-6-difosfato-aldolasa
Ruta de la tagatosa
Lactosa
Galactosa
Galactosa-1-fosfato
Glucosa-1-fosfato
β-galactosidasa
Ruta de Leloir
Fructosa-1-6-difosfato-aldolasa
Glucosa
Lactosa-fosfato
Fosfo β-galactosidasa
Galactosa-6-fosfato
Metabolismo de la lactosa en las bacterias lácticas heterofermentativas
ADP
ATP Acido acético
Ruta de lafosfocetolasa
Glucosa
Glucosa-6-fosfato
Lactosa
Galactosa
β-galactosidasa
Ruta de Leloir
1Acido pirúvico
1Acido láctico
NAD+
NADH
NAD+
Acetil-fosfato
Acetaldehido
Etanol
NADH
NAD+
NADH
NAD+
2NAD+6-fosfo-gluconato
Xilulosa-5-fosfato
1Triosa-fosfato
CO2 2NADH
fosfocetolasaPi
Metabolismo del ácido pirúvico y del Ácido cítrico en las bacterias ácido-lacticas
Cítrato
membrana citrato permeasa
Cítrato
acetato
oxalacetatoCitrato liasa
(2) Acido pirúvico
Acetaldehido
Etanol
NADH
NAD+
NADH
NAD+
Acetil-fosfato(2) Acido láctico
NAD+
NADH
CH3
HC OH
COOH
ADP
ATP Acido acético
Acetil-fosfato
α-acetolactato
CH3
COCOCH3
diacetilo
acetoina
CO2
CO2
Oligopéptidos
Di/tripéptidos
aminoácidos
Oligopéptidos
Caseinas
aminoácidosEPAPTPDP
aminoácidosAPTPDP
Sistema proteolítico de los lactococcos1) Enzimas localizadas en el exterior de la membrana citoplasmática2) Sistemas de transporte.3) Enzimas intracelulares
Paredcelular
membranaPrtP
oligopéptidos
di/tripéptidos
aminoácidos
N2 noproteico
Opp
Dtp
Aat
1) La estabilización de genes codificados por plásmidos por integración cromosómica.
2) El desarrollo de cultivos resistentes a bacteriofagos.
3) La mejora de la textura y el sabor y la aceleración de la maduración de los quesos.
4) La producción de bacteriocinas y otros compuestos antimicrobianos naturales. Por ejemplo de nisina.
5) La producción de polímeros que mejoran el cuerpo y la textura de los productos lácteos fermentados.
6) La consecución de cultivos lácteos que toleren la liofilización
Las aplicaciones más importantes de la biología molecularde los cultivos iniciadores a la industria láctea
Microorganismos participantes en la elaboración de quesos y leches fermentadas•Productos Microorganismos Flora secundaria
productores de la acidez
QuesosColby, Cheddar, Cottage Lactococcus lactis subesp. cremoris Ningunoy tipo cremosos Lc. lactis subesp. lactisGouda, Edam y Havarti Lactococcus lactis subesp. cremoris Leuconostoc sp. Citrato
Lc. lactis subesp. lactis Lc. lactis subesp. LactisBrick y Limburger Lactococcus lactis subesp. cremoris Geotrichum candidum,
Lc. lactis subesp. lactis Brevibactrium linens, Micrococcus sp.Camembert Lactococcus lactis subesp. cremoris Penicillium camemberti y en ocasiones
Lc. lactis subesp. Lactis Brevibacterium linenQuesos azules, Lactococcus lactis subesp. cremoris Citrato. Lactococcus lactis subesp. lactisRoquefort Lc. lactis subesp. Lactis Penicillium roqueforti
Mozarella, Provolone Streptococcus thermóphilus, Lactobacillus Ninguno. Al romano se le añaden lipasasRomano, Parmesano delbruekii subesp. bulgaricus, Lb helveticus animales para obtener un sabor rancio o
picanteQuesos suizos, Gruyere Streptococcus thermóphilus, Lactobacillus Propionibacterium freundenreichii subesp.Emmenthal helveticus, Lb delbruekii subesp. bulgaricus shermanii
Leches fermentadasYogur Streptococcus thermóphilus, Lactobacillus Ninguno
delbruekii subesp. bulgaricusRequesón Lactococcus lactis subesp. cremoris Leuconostoc sp. Citrato, Lactococcus lactis
Lc. lactis subesp. lactis subesp. LactisNata ácida Lactococcus lactis subesp. cremoris Ninguna
Lc. lactis subesp. lactis
•Producción de renina en E. coli-se obtuvo mRNA a partir de la mucosa de ternera lechal-se purificó y se utilizó en experimentos de traducción in vitro-se preparó cDNA a partir de este mRNA y el cDNA se inserto enpBR322-los plasmidos se hibridaron con un oligonucleótido deducido a partirde la secuencia de aminácidos de la quimosina.-se expresó como proteína de fusión con la β–galactosidasa-se insertó la secuencia de la proquimosina detrás de un promotor eucariótico -la expresión resultó 5% del total de proteínas pero se formaroncuerpos de inclusión.
Producción de quimosina/renina en E.coli y en Kluyveromyces lactis
-la quimosina se clonó entrelas secuencias promotoras y terminadoras de gen LAC4(lactasa de Kluyveromyces) -se insertó en pUC19 que lleva como marcador el gen Tn5 bajo el control del promotor ADH1.-el plasmido se linearizó y se integróen el cromosoma-la quimosina se secretó al sobrenadante de cultivo (80%)-la producción aumento de 50-75 veces cuando se utilizósu propio péptido señal o con la región del pre-pro del gen delel factor α-el rendimiento fue de 100U de enzima/ml, lo que correspondea 1g/l o al 10% de las proteínas celulares.
Producción de quimosina/renina en Kluyveromyces lactis
preproquimosina
Quimosina (activa)pH
Aspartil-proteasa
proquimosina
16 aa
27 aa
35.000 daltons
41.000 daltons