1. Productos lácteos fermentados
(queso, requesón, mantequilla, kefir, yogur)
*fines de conservación (tienen diferente contenido de agua, ácido
y contienen bacteriocinas)
*presentan una textura, un olor y un “flavor” mucho más atractivos
¿Como se obtienen?
Añadiendo bacterias lácticas iniciadoras a la leche pateurizada:
Cultivos iniciadores o estárter, su función es la de fermentar la lactosa, transformándola
en ácido láctico, lo cual baja el pH, modifica las proteínas de la leche……...
Además poseen sistemas proteolíticos y lipolíticos y producen compuestos como el
diacetilo y el acetaldehido que le dan aroma y aspecto diferente.
COOH
H-C-OH
CH3
Lactosa Acido Láctico
Leche pasteurizada, reduce la posibilidad de crecimiento de ciertos m.o. patógenos y …
3. MICROFLORA SECUNDARIA
Leuconostoc y ciertas cepas de Metabolizan el ácido cítrico
Lc. lactis sub lactis citrato+ produciendo compuestos aromáticos
y CO2 (Edam, Gouda, Azul..)
Metaboliza el ácido láctico a ácido
Propionibacterium freundenreichii
propiónico, ácido acético y CO2.
CO2 forma los agujeros de los quesos
de tipo suizo (Gruyere, Emmental).
Devaryomyces y Trichosporom (levaduras)
Brevibacterium linen y Quesos madurados en superficie
especies de Mixococcus (bacterias) como el Limburger
Penicillium camembertii Maduración de los quesos
Penicillium roqueforti Camembert y quesos azules
respectivamente
Penicillium roqueforti
4. Microorganismos que participan en la elaboración de quesos y leches fermentadas
•Productos Microorganismos Flora secundaria
productores de la acidez
Quesos
Colby, Cheddar, Cottage Lactococcus lactis subesp. cremoris Ninguno
y tipo cremosos Lc. lactis subesp. lactis
Gouda, Edam y Havarti Lactococcus lactis subesp. cremoris Leuconostoc sp. Citrato
Lc. lactis subesp. lactis Lc. lactis subesp. Lactis
Brick 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 linen
Quesos azules, Lactococcus lactis subesp. cremoris Citrato* Lactococcus lactis subesp. lactis
Roquefort Lc. lactis subesp. Lactis Penicillium roqueforti
Mozarella, Provolone Streptococcus thermóphilus, Lactobacillus Ninguno. Al romano se le añaden lipasas
Romano, Parmesano delbruekii subesp. bulgaricus, Lb helveticus animales para obtener un sabor rancio o
picante
Quesos suizos, Gruyere Streptococcus thermóphilus, Lactobacillus Propionibacterium freundenreichii subesp.
Emmenthal helveticus, Lb delbruekii subesp. bulgaricus shermanii
Leches fermentadas
Yogur Streptococcus thermóphilus, Lactobacillus Ninguno
delbruekii subesp. bulgaricus
Suero de mantequería Lactococcus lactis subesp. cremoris Leuconostoc sp. Citrato, Lactococcus lactis
Lc. lactis subesp. lactis subesp. Lactis
Nata ácida Lactococcus lactis subesp. cremoris Ninguna
Lc. lactis subesp. lactis
10. Etapas básicas en la elaboración de queso
Materia prima, leche (analizada microbiológica y químicamente)
+/- Pasteurización
(Leche a 30-35ºC)
+ Cultivo iniciador, bacterias lácticas (0,5-2% v/v)
(10-75 minutos)
(+/- aditivos (ej. color)
Acidificación
Coagulación por la renina o cuajo
Cuajada
Corte (molienda)/ agitación
Tratamiento térmico/Salado
Separación del suero del cuajo
Lactosuero
+/- adición de inóculo microbiano (microflora
secundaria) u otros aditivos
Prensado Maduración
11. Bacterias ácido-lácticas (Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus,
Leuconostoc, Pediococcus)
Son bacterias Gram (-), no esporuladas, inmóviles, anaerobias aerotolerantes
y la diferencia radica en la morfología: cocos y bacilos.
Son bacterias catalasa negativa
La mayoría son mesófilas, pero también hay algunas pocas psicrófilas
y termófilas
Su metabolismo es fermentador
Son muy exigentes por lo que es difícil de cultivarlas, aún cuando se emplean
medios muy ricos. Su hábitat son los vegetales en descomposición.
Según los productos resultantes de la fermentación de la glucosa
se clasifican en Homofermentativas y Heterofermentativas
NADH+H NAD
CH3-CO-COOH CH3-CHOH-COOH
Piruvico Láctico
Lactato
deshidrogenasa
12.
13. Metabolismo de la lactosa en las bacterias lácticas homofermentativas
Lactosa-fosfato Lactosa
excretada
Fosfo β- β-galactosidasa
galactosidasa
Glucosa Galactosa
Galactosa-6-fosfato
Galactosa-1-fosfato
Tagatosa-6-fosfato
Glucosa-6-fosfato Glucosa-1-fosfato
Tagatosa-1-6-difosfato
Tagatosa-1-6- Fructosa-fosfato
difosfato-aldolasa
Ruta de
Leloir
Fructosa-1-6-difosfato
Ruta de la Fructosa-1-6-
tagatosa (2) Triosa-fosfato
difosfato-aldolasa
(2)Triosa-fosfato
(4) NAD (4) NADH
(4) Acido piruvico
Lactato
(4) NADH (4) NAD
deshidrogenasa
(4) Acido láctico
14. Metabolismo de la lactosa en las bacterias lácticas heterofermentativas
Lactosa
β-galactosidasa
Glucosa Galactosa
Ruta de la Ruta de Leloir
fosfocetolasa
Glucosa-6-fosfato
6-fosfo-gluconato
2NAD+ AEROBIOSIS
CO2 2NADH ATP Acido acético
Xilulosa-5-fosfato
fosfocetolasa ADP
Pi
1Triosa-fosfato Acetil-fosfato
NAD+ NADH
NAD+
NADH 1Acido pirúvico Acetaldehido
NADH
NAD+ NAD+
1Acido láctico Etanol
15. Cítrato Metabolismo del ácido pirúvico y del
Ácido cítrico en las bacterias ácido-lacticas
membrana citrato permeasa
(2) Citrato
acetato ATP Acido acético
(2) oxalacetato ADP
NAD+
NADH
(2) Acido pirúvico Acetil-fosfato
Acetil-fosfato
(2) Acido láctico
CH3 NADH
HC OH NAD+
CO2
Acetaldehido
COOH
diacetilo α-acetolactato NADH
CO2 Etanol NAD+
CH3
CO Acetoina
2,3-butanodiol
CO
CH3
16. Sistemas proteolíticos de los lactococcos
1) “ “ para que se desarrolle el sabor, olor y color de
los quesos madurados.
Los aa son precursores de muchos compuestos
volátiles
Ciertos aa y péptidos producen de por si un “marcado
aroma”.
2) son necesarios para crecer en la leche.
Las bacterias lácticas son auxótrofas para muchos aa
Los aa libres presentes en la leche no son suficientes
para favorecer el crecimiento hasta una D.O elevada
Las caseínas se convierten en la primera fuente de
N2 proteico al agotarse el N2 no proteico
3)
1) Enzimas localizadas en el exterior de la
membrana citoplasmática
2) Sistemas de transporte.
3) Enzimas intracelulares
17. 1) Enzimas localizadas en el exterior de la membrana citoplasmática: PrtP
(serín-proteasa que libera más de 100 péptidos a partir de la β–caseína soluble)
2) Sistemas de transporte.
3) Enzimas intracelulares: exopeptidasas y endopeptidasas que convierten los
péptidos en aa.
Pared
membrana
PrtP celular
Caseinas
EP
Oligopéptidos AP aminoácidos
Oligopéptidos
>100 Opp TP
DP
AP
TP aminoácidos
Di/tripéptidos
Dtp DP
oligopéptidos
N2 no
proteico di/tripéptidos
aminoácidos Aat aminoácidos
18. Genética de las bacterias ácido-lácticas
Muchas de las propiedades metabólicas esenciales en el crecimiento de las
bacterias ácido-lácticas en la leche son inestables y esta inestabilidad …….
se relaciona con el número inusualmente elevado de plásmidos que hay en
los cultivos lácticos
Existen plásmidos que codifican ……
-los genes responsables de las enzimas de las rutas PEP-PTS
la tagatosa-6-fosfato,
la fosfo-β-galactosidasa
el transporte de citrato.
Además……..
la producción de proteinasa,
el transporte de oligopéptidos,
los mecanismos de resistencia a bacteriofagos,
la producción de bacteriocinas y la resistencia bacteriocinas,
la producción de exopolisacáridos.
19. Las aplicaciones más importantes de la biología molecular
de los cultivos iniciadores a la industria láctea
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
23. EtapaI
Reacciones Glucosa ATP FERMENTACIÓN LACTICA
preparatorias
ADP
Glucosa-6-P
2ATP 2ADP
Fructosa-6-P ATP
ADP
Fructosa-1,6-di-P
EtapaII (2) gliceraldehido-3-P Dihidroxiacetona-P
Oxidación Pi NAD+
NADH
(2) 1,3-di-P-glicérico 2ADP 2ATP
ADP
ATP
(2) 3-P-glicérico
H2O
(2) 2-P-glicérico 2ADP 2ATP
(2) Fosfoenol pirúvico
ADP
ATP NADH NAD+
EtapaII (2) Pirúvico Productos de fermentación
Reducción (2) láctico
24. •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 insertó en un vector de clonación
Se expresó como proteína de fusión con la
beta–galactosidasa
Se insertó la secuencia de la proquimosina
detrás de un promotor procariótico
La expresión resultó 5% del total de proteínas
pero se formaron cuerpos de inclusión.
Cuerpos de inclusión
25. Levaduras como huéspedes
de clonación: ventajas
Más apropiados para genes eucariotas
Ciertas modificaciones postraduccionales
(glucosilaciones, eliminación Met-1,
procesamiento proteolítico de precursores)
Fácil manejo microbiológico y genético
S. cerevisiae y otras levaduras tienen su
genoma secuenciado
Levaduras son huéspedes GRAS (seguros)
26. Producción de
quimosina/renina en
Kluyveromyces lactis
La quimosina se clonó entre
las secuencias promotoras y
terminadoras de gen LAC4
(lactasa de Kluyveromyces)
Se insertó en pUC19, el plasmido se
linearizó y se integró en el cromosoma
-la quimosina se secretó al
sobrenadante de cultivo (80%)
-el rendimiento fue de 100U de
enzima/ml, lo que corresponde al 10%
de las proteínas celulares.
27. Actualmente mas del 90% del queso
que se hace en Inglaterra se obtiene
con quimosina obtenida a partir de un
GMO (Organismo modificdo
Chymosin
geneticamente). Sin embargo el queso
no esta hecho con un GMO, sino con
el producto de un GMO (la enzima).
