Las bacteriocinas son sustancias antimicrobianas de naturaleza peptídica producidas por algunas bacterias lácticas. Su potencial como antimicrobianos naturales es ampliamente investigado para mejorar la calidad y seguridad de la leche y los productos lácteos.
Microorganismos de la leche
La leche es un medio de cultivo ideal para el crecimiento de los microorganismos por su alto contenido en agua, su pH y la gran variedad de nutrientes que posee. La contaminación de la leche puede ocurrir durante el ordeño, el almacenamiento y el transporte a la industria. La reducción de la incidencia de toxiinfecciones por consumo de leche y productos lácteos se ha relacionado con el descenso de las zoonosis en la granja, con la mejora de la higiene y con la implementación de sistemas de APPCC y otras medidas preventivas en la industria láctea. Aunque la pasteurización de la leche destruye a los microorganismos patógenos, el procesado posterior puede dar lugar a contaminaciones postpasterización del producto.
Bacterias ácido lácticas
Las bacterias ácido lácticas (BAL) se utilizan en la industria alimentaria por su capacidad de conferir diferentes características sensoriales como textura, sabor y olor agradable a los alimentos fermentados.
La nisina y otras bacteriocinas descritas en la literatura científica poseen una capacidad muy interesante para inhibir bacterias patógenas y alterantes y mejorar la calidad y el sabor del queso. Su incorporación a la leche en la fabricación del queso puede hacerse a través de la adición de cultivos productores de bacteriocinas, o cultivos bioprotectores, que producirán la bacteriocina en el queso. Otra opción es añadiendo directamente a la leche la bacteriocina pura o un extracto de un cultivo productor que contenga dicho compuesto.
Algunas de las ventajas para la aplicación y uso de las bacteriocinas son su no toxicidad para células eucariotas y su mayor inhibición. Esto comparado con las producidas por bacterias Gram negativas. Aunque solo la bacteriocina nisina, producida por Lactococcus Lactis, es segura para el consumo humano, se sabe que no forman compuestos secundarios al biodegradarse en el tracto gastrointestinal.
Mecanismos de Acción de las Bacteriocinas de BAL
La mayoría de las bacteriocinas de las BAL inhiben el crecimiento de las bacterias mediante la formación de poros en la membrana celular. Esto se inicia con la atracción de las bacteriocinas hacia la bacteria diana a través de fuerzas electrostáticas, debido a que están cargadas positivamente e interactúan con los fosfolípidos de la membrana de las bacterias que se encuentran cargadas negativamente. Además, la naturaleza anfipática de las bacteriocinas facilita aún más su distribución a lo largo de la superficie de la membrana celular de la bacteria.
La unión de bacteriocinas con bacterias diana resulta en la formación de poros en la membrana y como consecuencia se produce un vaciamiento intracelular, generando la pérdida de iones K, de energía en forma de ATP y en algunos casos, de aminoácidos y moléculas de bajo peso molecular.
Las consecuencias de lo anterior se traducen en la disminución del potencial de membrana y en la escasa disponibilidad de las reservas energéticas de la célula, lo que conlleva a la disminución de la síntesis de ADN, ARN y proteínas, que finalmente desencadena la muerte de la célula.
Actividad Antimicrobiana de Bacteriocinas contra Patógenos Presentes en Quesos
En la actualidad, nisina y pediocina PA-1 (producida por fermentación con Pediococcus acidilactici) son las bacteriocinas más utilizadas en la industria de alimentos con fines de conservación. La nisina fue la primera comercializarse y sus efectos antimicrobianos son los más documentados. Resalta su capacidad para disminuir el conteo de Staphylococcus aureus en queso fresco sin afectar las propiedades fisicoquímicas y características sensoriales. La combinación de ácido caprílico con nisina y cinamaldehído controló a Listeria monocytogenes y presentó bajo impacto en la flora natural del queso.
Por otro lado, otras estrategias se basan en el uso de películas poliméricas y de caseinato de sodio adicionadas con enterocina y nisina en queso fresco Cottage, inhibiendo a Listeria monocytogenes. Otro estudio mostró que el tratamiento con calor más la adición de nisina presentó un efecto sinérgico contra L. innocua, logrando eliminarla por completo después de seis días de almacenamiento, mientras que el tratamiento con alta presión hidrostática aplicado en quesos para la inactivación de esporas de Bacillus cereus fue más eficiente cuando se incluyó nisina como agente antimicrobiano.
Debido a que las bacteriocinas tienen un gran potencial para la industria alimentaria como antimicrobianos naturales, se han realizado diferentes estudios donde se buscan nuevas bacteriocinas, o se combinan las ya conocidas, elucidándose en combinación o no con otros antimicrobianos naturales, tratamientos físicos y químicos, para lograr incrementar su actividad antimicrobiana contra diferentes patógenos.
Ante la demanda de los consumidores de alimentos seguros, mínimamente procesados, con una vida útil larga y sin aditivos químicos, el empleo de las bacteriocinas como bioconservantes en alimentos representa una alternativa para prevenir el desarrollo de microorganismos patógenos y alterantes.
