BIOPRESERVACIÓN EN ALIMENTOS

La biopreservación se define como la extensión de la vida útil del alimento por el uso de compuestos naturales o compuestos controlados de microorganismos y / o antimicrobianos. En consecuencia, ciertas bacterias ácido lácticas (LAB), con propiedades antimicrobianas comúnmente asociados con los alimentos, están siendo ensayadas para aumentar la seguridad y / o prolongar la vida útil de los alimentos. Las propiedades antagonistas de LAB derivan en la competencia por los nutrientes y la producción de uno o más metabolitos tales como ácidos orgánicos (láctico y acético), peróxido de hidrógeno, y péptidos antimicrobianos (bacteriocinas).

Su uso combinado permite el control del crecimiento de bacterias más patógenas y esporuladas y de descomposición de ser controlados y también extender su espectro de actividad inhibidora para los organismos resistentes como las bacterias Gram-negativas.

1.1 Antagonismo bacteriano para la biopreservación

Los microorganismos a menudo viven en ecosistemas complejos donde deben interactuar con el medio ambiente. Poblaciones bacterianas deben competir por espacio y nutrientes con el fin de sobrevivir. Se han desarrollado diferentes mecanismos tales como competencia por espacio y nutrientes nutrientes, la especialización metabólica, la diferenciación celular, entre otros. Una de las estrategias más comunes para defender un espacio es el ammensalism, que se basa en la modificación del medio ambiente por la liberación de sustancias antimicrobianas que inhiben el crecimiento o incluso matan a los competidores. Las bacterias pueden liberar una variedad de sustancias antimicrobianas como subproductos de su actividad metabólica normal. Productos metabólicos, así como péptidos antimicrobianos de las bacterias del ácido láctico (LAB) han atraído gran atención para la biopreservación de alimentos. Las LAB se consideran a sí mismas como conservantes naturales, así como fábricas de antimicrobianos naturales para biopreservación alimentos. LAB puede producir una amplia variedad de metabolitos antagonistas activos tales como ácidos orgánicos (láctico, acético, fórmico, propiónico, butírico, ácido-hidroxilo fenilláctico y ácido fenilláctico), compuestos antagónicos diversos (dióxido de carbono, etanol, peróxido de hidrógeno, ácidos grasos, acetoína, diacetilo, reuterina, reutericyclin), compuestos antifúngicos (propionato, fenil-lactato, hidroxifenil lactato, dipéptidos cíclicos, ácido graso fenilláctico y 3-hidroxi ácidos) y bacteriocinas (tales como la nisina, pediocins, lacticinas, enterocinas y muchos otros). Otros grupos de bacterias (especialmente las de género Bacillus) también están atrayendo la atención debido a la diversidad de péptidos antimicrobianos que producen, algunos de los cuales también podría ser explotados como bioconservantes.

1.2 Antimicrobianos derivados del metabolismo bacteriano

Los ácidos orgánicos. La fermentación es un proceso de óxido-reductor en el cual los ácidos orgánicos son los principales productos finales. El ácido láctico es el principal ácido orgánico producido durante la fermentación. Los ácidos orgánicos disminuyen el pH del medio ambiente circundante, creando una barrera selectiva contra los microorganismos no acidófilos. Además, los ácidos orgánicos también tienen actividad antibacteriana. El efecto antimicrobiano del ácido láctico se ejerce por la interrupciónde la membrana citoplasmática y la interferencia con el potencial de membrana.

CO2. LAB heterofermentativas producen CO2 como un subproducto de la fermentación de azúcar. La producción de CO2 crea un ambiente anaeróbico y tiene efecto antagónico específicamente contra las bacterias aeróbicas. También se disuelve en agua, generando ácido carbónico.

El diacetil. Ciertas LAB pueden producir diacetilo (2,3-butanodiona), un subproducto de la actividad metabólica. El diacetil presenta actividad antibacteriana contra Listeria, Salmonella, Escherichia coli, Yersinia, y Aeromonas . Bacterias Gram (-) son generalmente más sensibles que las bacterias Gram (+) al diacetilo. Sin embargo, debido a las altas concentraciones de diacetilo que se requieren para lograr la inhibición de bacterias, se afectan las propiedades sensoriales de los alimentos. El uso de cultivos productores de diacetil para fines de protección deben limitarse a los alimentos donde el diacetilo es un elemento esencial de las propiedades sensoriales de los alimentos.

Peróxido de hidrógeno. LAB son deficiente en la actividad de la catalasa. El peróxido de hidrógeno es producido en la presencia de oxígeno como resultado de la acción de flavoprotein oxidasas o NADH peroxidasa. El peróxido de hidrógeno provoca un efecto antibacteriano a través de daño oxidativo de las proteínas, pero también puede aumentar permeabilidad de la membrana.

Reuterina. También conocido como 3-hidroxipropionaldehído (3-HPA), es un compuesto antimicrobiano producido por Lactobacillus reuteri. y algunos otros LAB. Se forma como un intermedio durante el metabolismo de glicerol en 1,3-propanodiol en condiciones anaeróbicas. La actividad antimicrobiana de reuterina se ha atribuido a su capacidad de inhibir la síntesis de ADN. Presenta actividad frente bacterias, así como levaduras y mohos. La reuterina tiene un amplio espectro de actividad; inhibe hongos, protozoos y una amplia gama de bacterias incluyendo tanto Gram (+) como Gram (-). Tiene actividad bacteriostática contra L. monocytogenes y las actividades bactericidas variables contra Staphylococcus aureus, E. coli O157: H7, Salmonella Choleraesuis, Yersinia enterocolitica, Aeromonas hydrophila subsp. hydrophila, y Campylobacter jejuni.

Reutericyclin. Este ácido tetrámico único de carga negativa, es un antagonista altamente hidrofóbico. Reutericyclin actúa como un ionóforo de protones, resultante en la disipación de la fuerza motriz de protones (Gänzle 2004). Carece de actividad hacia levaduras y hongos, pero es activo sobre las bacterias Gram (+), incluyendo Lactobacillus spp. , Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Enterococcus faecalis, S. aureus y Listeria innocua. La germinación de esporas de las especies de Bacillus se inhibe por este compuesto antimicrobiano, pero las esporas no se ven afectadas.

Se propone que las cepas reutericyclin productoras pueden tener aplicaciones en el biopreservación de alimentos.

1.3. Compuestos antifúngicos

El único compuesto antifúngico aprobado para aplicaciones de alimentos se deriva de una actinomiceto. La natamicina (pimaricina) es un compuesto antifúngico producido por Streptomyces natalensis, aprobado como un antimicótico de amplio espectro bioconservante para los alimentos y bebidas. La natamicina se une irreversiblemente a la membrana celular

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