Comp. Antimicrobianos de BAL

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Compuestos generados por BAL que poseen una actividad antibacteriana

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Libro 1: Naidu, A.S. y Clemens, R.A. 2000. Probiotics. En: A. S. Naidu ed. Natural food antimicrobial system. New York: CRC Press, 431- 462.Autores de Cap. Ao. Titulo del capitulo. Autores del libro . titulo del libro . Lugar:editorial y pag.Si se llega a tomar un fragmento o prrafo de una publicacin, y esta a su vez tiene citada a uno o varios autores, solamente se cita el autor de donde se tom el fragmento, no de los antiguos escritores.Libro 2: Zerrin Erginkaya, Selin Kalkan y Emel nal. 2014. Microbial Metabolites as Biological Control Agents in Food Safety. En: A. Malik, Z. Erginkaya, S. Ahmad y H. Erten eds. Food Processing: Strategies for Quality Assessment. New York: Springer, 225-260.Libro 3: Osman Sagdic, Fatih Tornuk, Ismet ztrk, Salih Karasu y Mustafa T: Yilmaz. 2015. Biological Preservation of Foods. En: V. Ravishankar Rai y Jamuna A. Bai eds. Microbial Food Safety and Preservation Techniques. New York: CRC Press, 453-476

Libro 2Un metabolito antimicrobiano se define como un compuesto que tiene un efecto sobre microorganismos patgenos o alterantes de alimentos y que son producidos por microorganismos (Hawke, 2006). Las bacterias producen muchos compuestos que son activos contra otras bacterias, que pueden aprovecharse para inhibir el crecimiento de bacterias responsables del deterioro potencial o de patgenos. Estos incluyen productos finales de la fermentacin tales como acidos organicos, perxido de hidrgenos, exopolisacaridos (EPS) y biopeliculas, dixido de carbono y diacetilo, adems de bacteriocinas y otros compuestos antagonistas tales como la reuterina (Erginkaya et al., 2011; Stoyanova et al., 2012; Ivey et al., 2013).

cidos orgnicosLibro 2El efecto antimicrobiano de estos cidos es debido a la reduccin del pH a valores por debajo del rango de crecimiento y a la inhibicin del metabolismo por molculas de cidos orgnicos no disociados (Crowley et al., 2013).La fermentacin por microorganismos es caracterizada por la acumulacin de cidos orgnicos con su consecuente reduccin del pH. Los tipos y el nivel de produccin de los cidos orgnicos producidos durante el proceso de fermentacin dependen de la especie del organismo, la composicin del medio y las condiciones de crecimiento. Su efecto antimicrobiano radica en la reduccin del pH, as como a la forma no disociada de las molculas. Se ha propuesto que el bajo pH externo causa la acidificacin del citoplasma de la clula, mientras que el cido no disociado, siendo lipoflico, puede difundir pasivamente a travs de la membrana. El cido no disociado acta por el colapso del gradiente electroqumico de protones, o mediante la alteracin de la permeabilidad de la membrana celular que resulta en la interrupcin de los sistemas de transporte del sustrato (Davidson et al., 2005).

Dioxido de carbonoLibro 1.El dixido de carbono (CO2) es uno de los productos principales de la fermentacin de las hexosas por BAL heterofermentativas. Un nmero de BALs son capaces de producir CO2 a partir de malato y citrato (Fleming et al., 1986 London 1990) y tambin por la metabolizacin de la arginina por medio de la va arginina deaminasa (Poolman, 1993). Por ltimo, la descarboxilacin de aminocidos (histidina, tirosina) tambin puede resultar en la formacin de CO2.El CO2 tambin contribuye a la actividad antimicrobiana de las BALs. Su papel en la creacin de un ambiente anaerbico mediante la sustitucin del oxgeno molecular presente, su capacidad de disminuir el pH extra e intercelular y sus efectos destructivos sobre la membrana celular hace que el CO2 sea un potente sistema de inhibicin contra una amplia variedad de microorganismos (Clark & Takacs, 1980).Libro 2.El dixido de carbono (CO2) es un producto final mayoritario de la fermentacin de hexosas por BAL heterofermentativas. Un numero de BAL son capaces de producir CO2 a partir de malato y citrato y tambin por la metabolizacin de la arginina por medio de la va arginina deaminasa. Finalmente, la descarboxilacin de carbohidratos (histidina, tirosina) pueden llegar a formar CO2. ( Naidu 2000).El CO2 tambin contribuye a la actividad antimicrobiana de las BALs. Su funcin es crear un ambiente anaerbico por medio del remplazo del oxgeno molecular presente, su capacidad de disminuir el pH extra e inter celular, y sus efectos destructivos en la membrana celular hace que el CO2 sea un potente sistema inhibitorio contra una amplia variedad de microorganismos (Naidu 2000).El CO2 es principalmente producido or BALs heterofermentativas. El preciso mecanismo de la actividad antimicrobiana aun es desconocido. Sin embargo, el CO2 juega un rol en la creacin de un ambiente anaerbico que inhibe la descarboxilacin enzimtica, y la acumulacinde CO2 en la membrana de la bicapa lipdica puede causar una disfuncin en la permeabilidad (Yang 2000).El CO2 puede efectivamente inhibir el desarrollo de muchos microorganismos causantes del deterioro de alimentos, especialmente bacterias Gram negavitas psicrotrficas. Su grado d einhibicin vara considerablemente entre los organismos. A una concentracin del 10% puede reducir la cuenta total bacteriana en un 50% y a una concentracin entre el 20-50% posee una fuerte actividad antifungica (Yang 2000).Libro 3.El dixido de carbono (CO2) es producido por BALs heterofermentativas por la fermentacin de hexosas. Como resultado de la descarboxilacin enzimtica, el CO2 presenta un efecto inhibitorio porque genera condiciones anaerbicas. Tambin se dijo que el CO2 se acumula en la membrana celular de la bicapa lipdica, daando las propiedades de permeabilidad de la membrana (Lindren y Dobrogosz, 1990; Yang 2000). La actividad atimicrobiana del CO2 es variable ente los grupos de microorganismos. Se ha demostrado que el CO2 es capaz de reducir el nmero de cuentas bacteriasnas y de hongos en u 10% y 20-50% respectivamente (Yang, 2000).

Diacetilo Libro 1El diacetilo (2,3-butanodiona) es un producto final del metabolismo del piruvato (Condon, 1987) por la fermentacin del citrato por las BALs (Hugenholtz. 1993). El diacetilo provoca una potente actividad antimicrobiana contra diversos patgenos transmitidos por los alimentos y los microorganismos alterantes (Jay, 1982). El diacetilo es ms efectivo contra bacterias Gram negativas, hongos y levaduras, que contra bacterias Gram positivas. El diacetilo interfiere con la utilizacin de la arginina por la reaccin con la protena de unin a arginina de las bacterias Gram negativas (Jay, 1996). Se requieren altas concentraciones de diacetilo (0.4 mg/mL) para que se presente el efecto antimicrobiano contra muchos organismos (Gupta et al., 1973). Sin embargo, E. coli es susceptible al diacetilo a muy bajas concentraciones (Spillman et al., 1978). Muchos experimentos han establecido que a una concentracin de 0.2 y 0.3 mg/mL es requerida para producir la actividad antimicrobiana contra levadura / bacterias Gram negativas y bacterias no lcticas Gram positivas, respectivamente (Jay, 1982). Motlagh et al.(1991) reportaron un efecto bactericida para el diacetilo (344ppm) contra cepas de Yersinia enterocolitica, Aeromonas hydrophila, Escherichia coli y Salmonella anatum, pero no contra Listeria.El acetaldehdo se forma durante el metabolismo de carbohidratos por las BALs heterofermentativas, es reducido a etanol por re-oxidacin de piridin nucletidos, catalizada por una alcohol deshidrogenasa dependiente de NAD. El acetaldehdo imparte el aroma tpico a yogurt. Kulshrestha y Marth (1974a; 1974b; 1974c) reportaron la actividad antimicrobiana del acetaldehdo (10-100ppm) contra patgenos transmitidos por alimentos, E. coli, Salmonella typhimurium y S. aureus.Libro 2El diacetilo es un producto del metabolismo del citrato y es responsable del aroma y sabor a mantequilla y de otros productos lcteos fermentados. El diacetilo es producido por todas las BAL por la fermentacin del citrato. Muchas BALs incluyendo a cepas de Leuconostoc, Lactococcus, Pedococcus y Lactobacillus pueden producir diacetilo sin embargo su produccin se ve inhibida por la fermentacin de hexosas. El efecto antimicrobiano del diacetilo se conoce desde 1930. Inhibe es crecimiento de bacterias Gram negativas por la reaccin con la protena de unin a arginina, afectando la utilizacin de arginina. Las bacterias Gram negativas, levaduras y hongos son ms sensibles al diacetilo que las bacterias Gram positivas y su modo de accin se cree que es debido tambin a que interfiere con la utilizacin de la arginina. Raramente el diacetilo se encuentra presente en alimentos fermentados en niveles suficientes para hacer una mayor contribuir con su actividad antibacteriana (Caplice y Fitzgerald 1999; Yang 2000). Entre las sustancias de origen microbiano, el diacetilo parece ser un buen candidato debido a su actividad microbiana selectiva y a su ausencia de toxicidad contra humanos y animales. La actividad antimicrobiana del diacetilo ha sido reportada desde 1927. El autor prob muchas especies microbianas para observar su sensibilidad al diacetilo y concluy que posee una amplia actividad antibacteriana a concentraciones entre 200 1000ppm. Las bacterias Gram positivas son ms resistentes, mientras que las Gram negativas y las levaduras demostraron una alta sensibilidad a esta molcula. Recientemente se report que a una concentracin de 50ppm de diacetilo por un periodo de 24h es suficiente para inhibir el crecimiento de Vibrio vulnificus. A la misma concentracin inhibe fuertemente a E. coli O157:H7 y S. typhimurium en presencia de un cultivo iniciador. Estos mismo autores propusieron el uso del diacetilo como aditivo alimenticio durante el proceso de fermentacin de carne para controlar el crecimiento de S. typhimurium y E coli O157:H7 sin comprometer el crecimiento y la produccin de acido por Pediococcus acidilactici (Lancitti et al., 2002).Bacterias Gram negativas son ms sensibles al diacetilo que las bacterias Gram positivas, las primeras fueron inhibidas por el diacetilo a 200g/mL y los segundos a 300g/mL. El diacetilo a 344 g/mL inhibe a cepas de Listeria, Salmonella, Yersinia, Escherichia coli y Aeromonas. Dado que la produccin de diacetilo durante la fermentacin lctica es baja e.j. 4g/mL producidos por Lc. Lactis ssp. diacetylactis, y los niveles sensoriales aceptables de diacetilo son de -7g/mL, su uso prctico como conservadores de alimentos es limitado. Sin embargo, el diacetilo puede actuar sinrgicamente con otros factores antimicrobianos y contribuir a los sistemas de preservacin combinados en los alimentos fermentados (Yang, 2000).

El acetaldehdo es un reactivo de bajo peso molecular, su sabor se encuentra en una variedad de alimentos y bebidas como son los quesos, yogurt, cerveza y vino. El acetaldehdo formado durante el metabolismo de los carbohidratos por BAL heterofermentativas, es reducido a etanol por la re-oxidacin de los piridin nucletidos, catalizado por una alcohol deshidrogenasa dependiente de NAD. El acetaldehdo imparte el aroma tpico al yogurt. El acetaldehdo es producido por L. delbrueckii ssp. bulgaricus por la accin de la treonina aldolasa, la cual transforma la treonina a acetaldehdo y glicina. Debido a que L. delbrueckii ssp. bulgaricus y S. thermophilus presentes en el yogurt no pueden metabolizar el acetaldehdo, se acumula en el producto a una concentracin cerca de 25ppm. El acetaldehdo a una concentracin de 10-100ppm inhibe el crecimiento de S. aureus, S typhimurium y E. coli en productos lcteos (Yang, 2000).El mecanismo de accin del acetaldehdo no est claro, pero se ha sugerido que deriva de la capacidad del acetaldehdo aadido para sustituir al acetaldehdo intracelular perdido de la membrana cuando la permeabilidad de la membrana plasmtica es perturbada por el etanol.

Libro 3El diacetilo imparte el aroma y sabor caracterstico a la mantequilla, es producido por BAL durante la fermentacin del citrato y presenta actividad antimicrobiana a valores bajos de pH (Schnurer y Magnusson, 2005; Erkmen y Bozogly, 2008b). Ademas de estar presente en la mantequilla y productos lcteos, tambin se forma en vino, brandy, caf tostado, ensilados y otros productos fermentados (Jay, 1982). El diacetilo presenta actividad bacteriosttica frente a bacterias Gram positivas mientras qye es un bactericidad frente a bacterias Gram negativas (Jay, 1982).

BacteriocinasLibro 3Las BAL producen pptidos antimicrobianos y protenas llamadas bacteriocinas. Las bacteriocinas de BAL tienen un peso molecular bajo y son catinicas, estables al calor, anfifilicas y pptidos de la permeabilizacin de la membrana (Zacharof y Lovitt, 2012). Se clasifican en tres grupos de acuerdo a Klaenhammer (1993): Grupo bacteriocina (nisina): Este grupo de bacteriocinas son definidas como lantibioticas, contienen formas modificadas de algunos aminocidos como la lantionina y -metillantionina y aminocidos deshidratados (Hugas, 1998; Cleveland et al., 2001). Grupo bacteriocina (pediocina, sakacina, carnobacteriocina, leucocina y plantaricina): Este grupo de bacteriocinas incluyen pptidos que son de bajo peso molecular (