Osmotolerancia y producción de manitol por fructobacillus

Abstract

Las bacterias lácticas fructofílicas, aquellas que crecen mejor en fructosa que en glucosa, se encuentran en nichos ricos en fructosa como frutas y flores. Dentro de este grupo, el género Fructobacillus utiliza este carbohidrato como aceptor de electrones con la concomitante formación de manitol. Este poliol es utilizado en la industria alimentaria como edulcorante de bajas calorías. La síntesis microbiológica de manitol está favorecida en condiciones de estrés osmótico ya que el manitol puede actuar como soluto compatible en la célula y mantener la homeostasis celular. Se ha encontrado que las bacterias del género Fructobacillus son altamente osmotolerantes, siendo capaces de crecer a concentraciones de azúcares de hasta 40%. Previamente en nuestro grupo de trabajo se aislaron 9 cepas de Fructobacillus de las especies durionis, fructosus, pseudoficulneus y tropaeoli a partir de frutas del norte argentino (7 cepas de higo, 1 de caqui y 1 de chirimoya). Nuestro objetivo fue estudiar el crecimiento y producción de manitol por cepas de Fructobacillus frente a altas concentraciones de azúcares. Para ello cultivos de 16 h de cada cepa se lavaron e inocularon a DO inicial=0,05 en medio FYP con 15, 24, 36 y 54% de azúcares (mezcla de fructosa y glucosa en relación 2:1), incubándose a 30 °C durante 24 h. Se monitoreó: i) crecimiento microbiano (UFC/ml), ii) capacidad de acidificación (pH) y iii) producción de manitol en sobrenadante (HPLC). Se calcularon los parámetros ΔlogUFC0-24h y ΔpH0-24h como las diferencias de UFC/ml y pH respectivamente entre las 0 y 24 h y µmax como la velocidad específica máxima de crecimiento. Se encontró que las 9 cepas estudiadas fueron capaces de crecer en presencia de 50% de azúcares (concentración mayor a la reportada en bibliografía), registrándose un aumento de por lo menos 1 U log a las 24 h. No se observaron diferencias significativas (p > 0,05) para los ΔlogUFC0-24h y ΔpH0-24h entre las diferentes concentraciones de azúcares; sin embargo, los valores de µmax fueron significativamente mayores en los medios con 15 y 24% de azúcares. Las cepas de F. tropaeoli fueron menos osmotolerantes y mostraron menores valores de µmax (0,460 - 0,601) respecto a las otras especies (0,689 ? 0,715) a 36% de azúcares y una fase de latencia de 4 h a 54%. La producción de manitol (8,54 - 38,10 g/L) fue menor con el aumento de la concentración de azúcar en el medio sugiriendo la posible acumulación intracelular del metabolito para mantener la turgencia celular en condiciones de estrés osmótico. Estos resultados confirman la osmotolerancia de Fructobacillus, una característica considerada ventajosa para futuras aplicaciones tecnológicas de nuestras cepas.