Revizuirea articolului Volumul 6 Numărul 2

bacteriile

Bintsis T

Verificați Captcha

Regret pentru inconvenient: luăm măsuri pentru a preveni trimiterea frauduloasă a formularelor de către extragători și crawlerele de pagini. Introduceți cuvântul Captcha corect pentru a vedea ID-ul de e-mail.

Departamentul de Tehnologie Agricolă, TEI din Macedonia de Vest, Grecia

Corespondenţă: Bintsis T, Departamentul Tehnologie Agricolă, TEI din Macedonia de Vest, 50100 Kozani, Grecia, Tel +30 69 4872 1720, Fax +30 24 6302 4995

Primit: 27 februarie 2018 | Publicat: 15 martie 2018

Citare: Bintsis T. Bacteriile lactice: aplicațiile lor în alimente. J Bacteriol Mycol Acces liber. 2018; 6 (2): 89-94. DOI: 10.15406/jbmoa.2018.06.00182

Bacteriile lactice (LAB) sunt un grup eterogen de bacterii care joacă un rol semnificativ într-o varietate de procese de fermentare. Aceștia fermentează carbohidrații alimentari și produc acid lactic ca principal produs al fermentației. În plus, degradarea proteinelor și lipidelor și producerea diferiților alcooli, aldehide, acizi, esteri și compuși ai sulfului contribuie la dezvoltarea aromelor specifice în diferite produse alimentare fermentate.

Principala aplicație a LAB este ca culturi inițiale, cu o varietate enormă de produse lactate fermentate (brânză, iaurt, lapte fermentat), carne, pește, fructe, legume și produse din cereale. În plus, ele contribuie la aroma, textura și valoarea nutrițională a alimentelor fermentate și, astfel, sunt utilizate ca culturi adjuvante. Accelerarea maturării brânzeturilor, îmbunătățirea texturii iaurtului cu producția de polizaharide exo și controlul fermentațiilor secundare în producția de vin sunt câteva exemple. Producerea de bacteriocine și compuși antifungici a condus la aplicarea culturilor bio-protectoare în anumite alimente. Mai mult, proprietățile bine documentate de promovare a sănătății anumitor LAB au condus la adăugarea de tulpini selectate, în combinație cu bifidobacterii, ca culturi probiotice cu diverse aplicații în industria alimentară.

Cuvinte cheie: bacterii lactice, aplicații, alimente fermentate

Cele trei căi principale care sunt implicate în fabricarea și dezvoltarea aromelor în produsele alimentare fermentate sunt 1) glicoliza (fermentarea zaharurilor), 2) lipoliza (degradarea grăsimilor) și 3) proteoliza (degradarea proteinelor). 1,5-9 Lactatul este principalul produs generat din metabolismul glucidelor și o fracțiune din piruvatul intermediar poate fi alternativ transformat în diacetil, acetoină, acetaldehidă sau acid acetic (dintre care unele pot fi importante pentru aromele tipice de iaurt). Contribuția LAB la lipoliză este relativ mică, dar proteoliza este calea biochimică cheie pentru dezvoltarea aromei în alimentele fermentate. 10.11 Degradarea unor astfel de componente poate fi convertită în continuare în diverși alcooli, aldehide, acizi, esteri și compuși de sulf pentru dezvoltarea aromelor specifice în produsele alimentare fermentate. 10.11

Genetica LAB a fost revizuită 12-18 și secvențele genomice complete ale unui număr mare de LAB au fost publicate 19 din 2001, când primul genom al LAB (Lactococcus lactis ssp. Lactis IL1403) a fost secvențiat și publicat. 20

Culturi inițiale pentru alimente fermentate

Alimentele fermentate sunt produse prin fermentarea anumitor zaharuri de către LAB și originile acestora se pierd în antichitate. Cel mai frecvent LAB utilizat ca culturi inițiale în fermentațiile alimentare este prezentat în tabelul 1. Este bine cunoscut faptul că cea mai mare proporție dintre acestea aparține categoriei produselor lactate, și anume brânza, iaurtul, laptele fermentat, în timp ce produsele din carne fermentate, peștele produse, legume murate și măsline și o mare varietate de produse din cereale sunt fabricate, în zilele noastre, folosind culturi inițiale. Aceste produse au fost produse în trecut prin cădere în spate și caracteristicile produsului rezultate au depins de cea mai bună adaptare a dominanței tulpinilor, în timp ce primele producții ale acestora s-au bazat pe fermentația spontană, rezultată din dezvoltarea microflorei prezente în mod natural în materia primă și mediul său. Astăzi, majoritatea alimentelor fermentate sunt fabricate cu adăugarea unor culturi inițiale selectate, bine definite, cu trăsături bine caracterizate, specifice fiecărui produs individual. Pentru o clasificare detaliată a culturilor de început vezi. 21−23

Culturi adjuvante

Culturile secundare, sau culturile adjuvante sau adjuvanții, sunt definite ca orice culturi care sunt adăugate în mod deliberat la un moment dat la fabricarea alimentelor fermentate, dar al căror rol principal nu este producția de acid. Culturile adjuvante sunt utilizate în fabricarea brânzeturilor pentru a echilibra o parte din biodiversitatea îndepărtată prin pasteurizare, igienă îmbunătățită și adăugarea unei culturi inițiale cu tulpină definită. 24,25 Acestea sunt în principal LAB non-starter care au un impact semnificativ asupra aromei și accelerează procesul de maturare. 24,25

Polizaharidele extracelulare (EPS) sunt produse de o varietate de bacterii și sunt prezente ca polizaharide capsulare legate de suprafața celulei sau sunt eliberate în mediul de creștere. Acești polimeri joacă un rol major în producția de iaurt, brânză, smântână fermentată și deserturi pe bază de lapte 27, unde contribuie la textura, simțul gurii, percepția gustului și stabilitatea produselor finale. În plus, s-a sugerat că aceste EPS sau lapte fermentate care conțin aceste EPS sunt active ca prebiotice, 28 care scad colesterolul 29 și imunomodulatori. 30 de tulpini producătoare de EPS de Streptococcus thermophilus și Lactobacillus delbreuckii ssp. s-a demonstrat că bulgaricus îmbunătățește textura și vâscozitatea iaurtului și reduce sinereza. 31

Pentru producția de vin, LAB sunt implicați în fermentația malolactică, care este o fermentare secundară, care implică conversia L-malatului în L-lactat și CO2 prin malat decarboxilază, cunoscută și sub numele de enzimă malolactică, rezultând o reducere a aciditatea vinului, oferind stabilizare microbiologică și modificări ale aromei vinului. 32.33

Culturi bio-protectoare

S-a constatat că anumite LAB produc bacteriocine, și anume, polipeptide sintetizate ribozomal de bacterii care pot avea un efect bacteriocid sau bacteriostatic asupra altor bacterii. 34,35 În general, bacteriocinele duc la moartea celulelor prin inhibarea biosintezei peretelui celular sau prin perturbarea membranei prin formarea porilor. 36 Bacteriocinele sunt, prin urmare, importante în fermentațiile alimentare, unde pot preveni deteriorarea alimentelor sau inhibarea agenților patogeni alimentari. Cea mai cunoscută bacteriocină este nisina, care a câștigat o aplicare pe scară largă în industria alimentară și este utilizată ca aditiv alimentar în cel puțin 50 de țări, în special în brânzeturi procesate, produse lactate și conserve. 37 Exemple de bacteriocine utile produse de LAB sunt lacticina 3147 38−41 din lactococi, macedovicina din Streptococcus macedonicus ACA-DC 198, 42,43 reuterina din Lactobacillus reuteri, 44 sakacin M din Lactobacillus sake 148 45 curvacin A, curvaticina L445 și lactocina AL4470 din Lactobacillus curvatus LTH1174, 46 pediocină PA-1/AcH din Pediococcus acidilactici, 47 plantaricine (A, EF și JK) din Lactobacillus plantarum. 47 Bacteriocinele de mai sus s-au dovedit eficiente în multe sisteme alimentare pentru controlul alterării alimentelor sau a bacteriilor patogene.

Au fost raportate activități antifungice ale LAB. 48−50 În plus; Tulpinile LAB au, de asemenea, capacitatea de a reduce micotoxinele fungice, fie prin producerea de metaboliți anti-micotoxinogeni, fie prin absorbția lor. 50

Pentru ca LAB să poată fi utilizat ca culturi inițiale bio-protectoare, acestea trebuie să posede o serie de caracteristici fizice și biochimice și, cel mai important, capacitatea de a realiza creșterea și producția suficientă de metaboliți antimicrobieni, care trebuie demonstrată în mediul alimentar specific. 48

Cultura probiotică

LAB sunt considerați ca un grup major de bacterii probiotice; 51.52 probiotic a fost definit de Fuller 53 ca „un supliment alimentar microbian viu care afectează în mod benefic animalul gazdă prin îmbunătățirea echilibrului său microbian intestinal”. Salminen și colab. 54 au propus că probioticele sunt preparate celulare microbiene sau componente ale celulelor microbiene care au un efect benefic asupra sănătății și bunăstării gazdei. Culturile comerciale utilizate în aplicații alimentare includ în principal tulpini de Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. și Propionibacterium spp. Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lb. reuteri, Lactobacillus rhamnosus și Lb. plantarum sunt cele mai utilizate LAB în alimentele funcționale care conțin probiotice. 55,56 brânză argentiniană Fresco, 57 Cheddar 58 și Gouda 59 sunt câteva exemple de aplicații ale probioticului LAB, în combinație cu bifidobacterii, în brânzeturi.

Efectele de promovare a sănătății ale LAB sunt prezentate în tabelul 2. Aparent, aceste efecte sunt specifice speciilor și tulpinii, iar marea provocare este utilizarea culturilor probiotice compuse din mai multe specii. 60 În plus, LAB, ca parte a microbiotei intestinale, fermentează diferite substraturi, cum ar fi aminele biogene și compușii alergenici în acizi grași cu lanț scurt și alți acizi organici și gaze. 61

În ultimii ani, genomul mai multor specii probiotice a fost secvențiat, deschizând astfel calea către aplicarea tehnologiilor „omice” la investigarea activităților probiotice. 60 În plus, deși au fost construite probiotice recombinante, aplicarea industrială a bacteriilor modificate genetic este încă îngreunată de probleme juridice și de o opinie publică generală destul de negativă în sectorul alimentar. 60