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Domingo, 1 noviembre 2015
Microbiología

Bacteriófagos, los enemigos invisibles de la industria láctea

Se suele equiparar el término bacteria con infecciones o enfermedades, pero no todas las bacterias son malas. Dentro de las que son beneficiosas para el ser humano se encuentran las bacterias ácido-lácticas (BAL). Estas constituyen un grupo de microorganismos benignos que fabrican ácido láctico a partir de la fermentación de azúcares. Por esta característica se utilizan desde hace más de 4 mil años en la producción de productos lácteos fermentados, como yogur o queso, entre otros.

 

Las BAL desencadenan un proceso microbiano en el que transforman la lactosa -el azúcar de la leche- en ácido láctico. Este ácido modifica la estructura de las proteínas de la leche logrando que cuajen y ocurra lo mismo con la textura del producto. Además, le aportan a la leche fermentada el sabor ligeramente agrio característico. Está comprobado, además, que estos microorganismos ejercen efectos benéficos para la salud de quienes los consumen, complementándose con las bacterias presentes en la flora intestinal y contribuyendo así al buen funcionamiento del sistema digestivo. Por este motivo son muy importantes para la industria láctea en el marco de un interés cada vez mayor en el mercado de productos probióticos.

 

Sin embargo, estas ‘bacterias buenas’ tienen un enemigo: los bacteriófagos, que son virus que las afectan. Un equipo de investigadores del Instituto de Lactología Industrial (INLAIN, CONICET-UNL), liderado por Andrea Quiberoni, investigadora independiente del CONICET, en Argentina, trabaja con industrias lácteas de todo el país en la detección y estrategias tecnológicas para reducir sus efectos.

 

“Son los malos de la película, los enemigos acérrimos de la industria. Como todos los virus, necesitan de una célula hospedadora sensible a la cual infectan y dentro de la cual desarrollan su progenie, utilizando toda la maquinaria biosintética y material genético de esa bacteria. Como consecuencia, estos nuevos viriones infectan a las bacterias vecinas que se desarrollan en el mismo medio. ¿Cuál es el origen de los fagos? Como todos los virus, están en el ambiente y la principal vía de ingreso de fagos a la planta es la materia prima. Los grandes volúmenes de leche cruda son la vía de ingreso: contienen bacterias lácticas salvajes y sus fagos específicos. Por esta razón, como desafortunadamente su presencia no puede evitarse los esfuerzos de los científicos están puestos en controlarlos en lugar de eliminarlos”, explica Quiberoni.

 

En este sentido, la investigadora advierte que cuando la bacteria es atacada por un bacteriófago es destruida: no hay acidificación, no hay descenso de pH y por lo tanto se produce una falla en la fermentación, por lo que se obtienen productos de baja calidad no son seguros desde el punto de vista microbiológico porque pueden contener microorganismos contaminantes y/o patógenos que ya no tienen competencia de las bacterias lácticas que protegen el producto. De esta manera, la industria láctea se convierte en víctima de gravísimas pérdidas económicas derivadas de esas fallas.

 

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Sin embargo, los fagos son inocuos para el ser humano. Los primeros bacteriófagos específicos de bacterias lácticas fueron identificados en 1935, en Nueva Zelanda, por dos investigadores que empleaban BAL del género Lactococcus en elaboraciones lactocasearias. Luego de experimentar fallas durante la fermentación, llegaron a la conclusión de que eran virus que atacaban a las bacterias. Desde aquel entonces, y hasta el día de hoy, se aislaron fagos específicos de todos los géneros y especies de bacterias lácticas que utiliza la industria: Lactococcus que es muy utilizada a nivel mundial, Streptococcus termophilus que representa a la especie de BAL más utilizada en nuestro país, Leuconostoc, la bacteria estrella para la elaboración de quesos azules, manteca y cremas, y Lactobacillus que es el género de BAL que agrupa la mayor cantidad y diversidad de especies.

 

En los últimos años se detectó una creciente y enorme diversidad de estos virus. Al día de hoy, se sabe que entre el 0'1 y el 10 por ciento de los batchs de producciones lácteas están comprometidos por fagos en mayor o menor medida y su presencia en el ambiente industrial es inevitable. Como agravante, se ha documentado que poseen una elevada frecuencia de mutación y termorresistencia.

 

“Hay un aumento considerable de fagos muy termorresistentes. Cuando empecé mi tesis hace ya 23 años, la mayoría se eliminaban con una simple pasteurización. Hoy en día hay fagos que resisten hasta 45’ a 90ºC en leche, y entonces intentar eliminarlos en la industria láctea con tratamientos térmicos es imposible. La eficiencia del tratamiento térmico va a depender de la población fágica porque así como hay fagos muy resistentes hay otros más sensibles, y también va a depender del nivel inicial de infección y del medio de suspensión. Las implicancias negativas de los fagos en la industria se han intensificado en este último tiempo, porque cobró importancia el reciclado de algunos productos derivados esencialmente del suero de quesería. Específicamente, hemos detectado fagos de BAL en muestras de permeado de suero y concentrados de proteínas de suero, si estos productos son reutilizados en una nueva fermentación estamos haciendo una siembra directa de fagos”, aclara Quiberoni.

 

Para hacer frente a estas infecciones, al día de hoy y después de muchos años de investigación alrededor de todo el mundo, la industria láctea dispone de un variado abanico de estrategias para evitar la propagación y evolución de los fagos. Entre ellas, pueden mencionarse: tratamientos térmicos de la materia prima que, si bien no se orientan específicamente a eliminar fagos sino a sanitizar la leche cruda, ayudan a prevenir este tipo de infecciones; programas de rotación de cultivos con cepas más resistentes, es decir usar distintos fermentos iniciadores y alternarlos para evitar que los fagos ataquen siempre a la misma cepa; la higiene y diseño de la planta, que apuntan a sanitizar el ambiente y equipamiento propio de cada proceso, colaborando con el control de fagos; el uso de cultivos de inoculación directa en tina para evitar propagaciones previas de la bacteria. Cabe destacar que ninguna de estas estrategias por si sola protege al 100 por ciento de la producción de una infección por fagos. Se deben usar juntas y la mayor cantidad de ellas posibles.

 

Desde hace más de 23 años, el INLAIN trabaja en conjunto con el sector industrial lácteo para hacerle frente a estos virus. En este sentido, Jorge Reinheimer, investigador del CONICET en el Instituto y director del mismo destaca que empezaron con la vinculación tecnológica en los años ’70 y que en ese entonces era difícil el diálogo debido a que la industria estaba divorciada de la universidad. Hablaban ‘idiomas distintos’ porque las empresas estaban menos profesionalizadas y pensaban en la academia como algo lejano.

 

“Estamos en una zona de producción de leche y debíamos modificar esa situación porque los investigadores tenemos conocimientos que le sirven a la industria y a nosotros nos sirve la interacción porque nos permite conocer su realidad. Había muchos temas que para el sector productivo eran interesantes pero no podían ser abordados en el país, entonces fuimos al extranjero a especializarnos en esos temas particulares que al regreso brindamos a la industria. En Argentina antes de los años 90’ no había un laboratorio que pudiese trabajar con infecciones por bacteriófagos. En ese momento la industria se estaba profesionalizando, creciendo cada vez más y los accidentes por infecciones por fagos hacían estragos. Cuando volví, adaptamos el laboratorio para trabajar con fagos y en estos momentos somos referencia en el tema”, advierte el investigador.

 

Entre los servicios que el INLAIN brinda a las empresas lácteas se destacan la detección y cuantificación de bacteriófagos de BAL en todo tipo de muestras de la industria (materia prima, insumos, sueros de quesería, leches fermentadas, etc). Este procedimiento es esencial porque desde el momento que se sabe que están presentes y en qué número se pueden determinar las estrategias más adecuadas para contrarrestar sus efectos.

 

También estudian cuáles son los sanitizantes o los biocidas más efectivos que disponen en el sector productivo, cuántos minutos se deben aplicar y a qué temperatura, tanto para la colección de fagos -fagoteca- que tienen en el Instituto como para aquellos que la industria desee ensayar. Además, ofrecen asesoramiento para el diseño de tratamientos térmicos efectivos para la inactivación fágica. Otro de los servicios permite investigar la mayor o menor fagorresistencia de distintas BAL frente a fagos seleccionados.

 

Estas prestaciones son aplicables tanto para la industria láctea como para los fabricantes de fermentos lácticos para que puedan elegir las cepas con mejores propiedades tecnológicas y más fagorresistentes.

 

“Los fagos son las entidades biológicas más abundantes que existen sobre el planeta, están en constante evolución y más aún en el ambiente de una planta industrial, con bacterias lácticas en continua multiplicación lo que les permite evolucionar y crear una diversidad fágica creciente y enorme. Desde nuestro lado y desde el de la industria sólo es posible seguir pensando y diseñando nuevas estrategias para hacer frente a las infecciones”, concluye Quiberoni. (Fuente: CONICET/DICYT)

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