Bacterias lácticas presentes en frutas regionales. Producción de metabolitos de interés industrial.

Abstract

Las bacterias lácticas (BAL), microorganismos capaces de convertir ciertos sustratos en ácidos orgánicos y de sintetizar una diversa gama de metabolitos, son ampliamente utilizados como: i) cultivos iniciadores (CI), incidiendo principalmente en las propiedades organolépticas del alimento; ii) probióticos, por ser beneficiosas para la salud; y iii) “fábricas celulares”, para la producción biotecnológica de compuestos de interés industrial. El estudio de las BAL presentes en nichos inexplorados podría conducir al aislamiento de especies/cepas únicas con propiedades interesantes desde el punto de vista industrial. Por la diversidad climática y topográfica presente en Argentina, existe gran variedad de árboles frutales poco explorados desde el punto de vista microbiológico, fuente potencial de BAL. Por otra parte, la industria de productos fermentados está interesada en producir alimentos naturales y sustentables con preferencia por el uso de CI autóctonos que posean propiedades tecnológicas sustrato-específicas. En esta Tesis Doctoral, se estudió la microbiota láctica de 8 tipos de frutas y 4 tipos de flores de la región. Se aislaron cepas de BAL, y se evaluó su capacidad para sintetizar metabolitos industrialmente interesantes y propiedades de relevancia para su empleo como CI en matrices frutales. El uso de técnicas dependientes de cultivo evidenció la presencia de 21 especies pertenecientes a los géneros: Enterococcus, Weissella, Leuconostoc, Lactococcus, Lactobacillus y Fructobacillus. Las BAL aisladas correspondieron a 108 cepas genotípicamente diferentes. Posteriormente, se estudiaron 80 cepas representativas de las distintas especies detectadas. Se encontraron cepas con propiedades tecnológicas de interés para formular CI para matrices frutales: elevadas velocidad de crecimiento y capacidad acidificante, actividades pectinolítica y cinamilesterasa, y ausencia de amino-biogénesis. Además, cepas de Lc. lactis, Leuc. mesenteroides, Leuc. pseudomesenteroides, Lb. brevis y Lb. rhamnosus fueron capaces de producir etil ésteres, y cepas de Leuconostoc y Fructobacillus se destacaron por sintetizar manitol con elevados rendimientos. Dada la importancia del manitol en las industrias alimenticia y farmacéutica, se optimizó su producción por F. tropaeoli CRL2034, usando una mezcla de fructosa/glucosa como fuente de carbono. Se evaluó el efecto del contenido total de sacáridos (CTS) del medio (estrés osmótico) y la agitación (A) (estrés oxidativo) sobre su síntesis, determinándose las condiciones óptimas de producción. Como estrategia de optimización experimental se usó el método de superficie de respuesta con diseño central compuesto y función de deseabilidad. Las condiciones óptimas, CTS= 165 g/L y A= 200 rpm, resultaron en una producción de 81,9 g/L con 77,5 % de rendimiento. Finalmente, se evaluó el cultivo mixto compuesto por F. tropaeoli CRL2034 - Lb. rhamnosus CRL2049 en un modelo alimenticio frutal de jugo de naranja-maracuyá incubado a 30 °C durante 24 h. Las propiedades nutricionales, el perfil de compuestos volátiles, las características sensoriales y aceptabilidad general del jugo fermentado, no mostraron diferencias significativas respecto al jugo natural. En conclusión, las BAL aisladas de flores y frutas regionales presentan propiedades funcionales que validan su potencial uso en el desarrollo de un producto fermentado a base de frutas, con características tecnológicas adecuadas, sentando bases para el diseño de nuevos alimentos funcionales.