Actividad antimicrobiana in vitro y caracterizacion de metabolitos secundarios producidos por cepas de Lactococcus, Pediococcus y Leuconostoc aisladas de residuos de cerveceria

Abstract

Las bacterias ácido lácticas (BAL) son un grupo heterogéneo de microorganismosque comparten la característica de producir de ácido láctico como principal producto de lafermentación de azúcares. Entre los distintos géneros que constituyen este grupo se puedemencionar a Lactococcus spp., Pediococcus spp., Leuconostoc spp., Lactobacillus spp.,Streptococcus spp., Oenococcus spp., Enterococcus spp, entre otros. Las BAL estánampliamente distribuidas en la naturaleza, encontrándose comúnmente en alimentos,aguas residuales, materiales vegetales, y formando parte de la microbiota de humanos yanimales. Muchos miembros de este grupo son reconocidos generalmente como seguros(GRAS) y presentan presunción calificada de seguridad (QPS), lo cual los define comomicroorganismos no patógenos seguros para la salud. Las BAL han sido ampliamenteestudiadas en los últimos años, especialmente por su capacidad de competir con otrosmicroorganismos por nutrientes, degradar micotoxinas y producir una gran variedad decompuestos antimicrobianos como ácidos orgánicos, dióxido de carbono, peróxido dehidrógeno, bacteriocinas, entre otros. Las bacteriocinas son metabolitos secundarios denaturaleza proteica que presentan actividad antimicrobiana sobre especies relacionadas ono filogenéticamente, pudiendo ejercer un efecto bacteriostático o bactericida. Dado quelas BAL son microorganismos seguros, la mayoría de sus metabolitos también sonconsiderados como seguros y presentan propiedades tecnológicas interesantes para supotencial aplicación en la industria alimenticia y farmacéutica, así como también en lamedicina humana y veterinaria. El objetivo de este trabajo fue caracterizar las sustanciascon actividad antimicrobiana producidas por cepas de Lactococcus spp., Pediococcus spp y Leuconostoc spp. aisladas de residuos de cervecería. La actividad antimicrobianaproducida por las BAL en estudio se determinó mediante la técnica de estrías cruzadas,utilizando como microorganismos indicadores diferentes cepas de S. aureus,L. monocytogenes, E. coli, Salmonella spp. y Shigella spp. El efecto inhibitorio de lossobrenadantes libres de células (SLC) y SLC neutralizados (SLCN) de las BAL sobreS. aureus y E. coli se evaluó realizando la técnica de difusión en pozos. Para lacaracterización de los metabolitos antimicrobianos los sobrenadantes fueron expuestos atemperaturas de 121 °C durante 10 min y 100 °C durante 60 min, ajustados a diferentesvalores de pH (2- 11), tratados con tripsina (1 mg/ml) y con urea (1%). Luego, se determinóla actividad de los sobrenadantes tratados y sin tratar utilizando la técnica de difusión enpozos sobre E. coli O157:H7. El modo de acción de las bacteriocinas presentes en losSLCN de las BAL se evaluó adicionando los mismos a un cultivo de E. coli O157:H7 quefue incubado durante 72 horas y se realizaron mediciones de DO a 600 nm y recuento decélulas viables a distintos intervalos. Posteriormente, se construyeron las curvas decrecimiento. La técnica de estrías cruzadas permitió comprobar que las cepas de BAL2estudiadas presentaron actividad antimicrobiana sobre todas las bacterias Gram positivasy Gram negativas estudiadas, mostrando halos promedio de inhibición que oscilaron entre16,42 y 27,75 mm. Los SLC de las BAL produjeron halos promedio de inhibicióncomprendidos entre 23,50 y 29,00 mm. Al neutralizar los SLC la actividad antimicrobianase mantuvo, indicando que los metabolitos responsables de la mayor inhibición no fueronácidos orgánicos. El tratamiento con tripsina eliminó la acción biológica de los SLCN,demostrando que las sustancias antimicrobianas producidas por las BAL en estudio poseennaturaleza proteica, que es una de las características más importantes de las bacteriocinas Las sustancias tipo bacteriocinas de las BAL estudiadas fueron resistentes a elevadastemperaturas, no perdieron actividad cuando se trataron con urea y fueron estables en unamplio rango de pH comprendido entre 2 y 11. Con respecto al modo de acción, elmetabolito similar a bacteriocina producido por L. mesenteroides B19 presentó un modo deacción bacteriostático sobre E. coli O157:H7, mientras que los producidos por L. lactis B87y P. acidilactici B82 demostraron un efecto bactericida sobre el mismo microorganismoindicador. En conclusión, en este trabajo se demostró que las cepas de BAL estudiadaspresentaron actividad antimicrobiana sobre todos los microorganismos patógenosensayados. Esta capacidad inhibitoria se debe en su mayoría a la producción de sustanciasdel tipo bacteriocinas, que fueron resistentes a elevadas temperaturas y diferentes valoresde pH.