Utilización de un co-cultivo en la producción de bacteriocinas con potencial aplicación en alimentos

Abstract

La obtención de bacterias ácido lácticas (BAL) bacteriocinogénicas, el desarrollo de medios de cultivo alternativos más económicos y la búsqueda de condiciones de cultivo óptimas para el incremento en la producción de bacteriocinas son de gran interés actual. En el presente trabajo se aislaron BAL pertenecientes a los géneros Enterococcus sp, Lactobacillus spp. y Pediococcus sp con actividad antimicrobiana. El sobrenadante libre de células (SLC) de cuatro de ellas (P. pentosaceus 63, P. pentosaceus 145, P. pentosaceus 146 y P. pentosaceus 147) fue caracterizado bioquímicamente. Las cinéticas de crecimiento mostraron la máxima producción de bacteriocinas a 37oC al final de la fase exponencial. La cepa P. pentosaceus 147 fue seleccionada para la continuación del desarrollo de la investigación planteada. Se evaluó preliminarmente el efecto de diferentes componentes del medio de cultivo en la producción de bacteriocinas y mediante diseños experimentales de Plackett-Burman y factorial fraccionado se evaluaron las variables significativas y las concentraciones adecuadas para la producción de bacteriocinas por la cepa P. pentosaceus 147. Fue diseñado y evaluado un medio de cultivo compuesto por lactosuero y otros componentes presentando una actividad antimicrobiana de 38.400 UA/mL. Se desarrolló un co-cultivo con las cepas P. pentosaceus 147 y Lactobacillus plantarum LE27 y mediante la inducción por competencia se obtuvo una actividad antimicrobiana de 52.100 UA/mL. Este trabajo permitió la obtención de BAL productoras de bacteriocinas con potencial uso como biopreservantes de alimentos. Adicionalmente se desarrolló un medio de cultivo basado en lactosuero. Este trabajo representa un avance sobre el estudio del potencial que tiene la inducción por co-cultivo en la bacteriocinogénesis por cepas del género Pediococcus spp.

Abstract: The isolation and evaluation of bacteriocinogenic lactic acid bacteria (LAB), the development of cheaper alternative culture media and the search for optimal culture conditions for the increment of the production of bacteriocins are of great current interest. In the present work, LAB belonging to the genera Enterococcus sp, Lactobacillus spp. and Pediococcus sp. with antimicrobial activity were isolated. The cell-free supernatant (CFS) of four of them (P. pentosaceus 63, P. pentosaceus 145, P. pentosaceus 146 and P. pentosaceus 147) was characterized biochemically. The growth kinetics showed the maximum bacteriocin production at 37oC at the end of the exponential phase. The strain P. pentosaceus 147 was selected for the development of the raised research. The effect of different components of the culture medium on the production of bacteriocins was preliminarily evaluated and, using experimental designs of Plackett-Burman and a fractionated factorial design, the significant variables and concentrations suitable for the production of bacteriocins by the P. pentosaceus strain were evaluated. A culture medium composed of whey and other components was designed and evaluated, presenting an antimicrobial activity of 38400 AU/mL. A co-culture was developed with the strains P. pentosaceus 147 and Lactobacillus plantarum LE27 and by competitive induction, an antimicrobial activity of 52100 AU / mL was obtained. This work allowed the obtaining of BAL producers of bacteriocins with potential use as food biopreservatives. Additionally the development of an alternative culture medium based on cheese whey. This work represents an advance on the study of the potential of induction by co-culture in bacteriocinogenesis by strains of the genus Pediococcus spp.