Microbiología de la Leche

Las bacterias lácticas se definen como microorganismos Gram positivos, generalmente inmóviles, no esporulados, no pigmentados y no reductores de nitratos. Tampoco licúan la gelatina y no producen indol ni ácido sulfhídrico. Son anaerobios aerotolerantes ya que, aunque en general carecen de catalasa, poseen peroxidasas y superóxido dismutasas que destruyen, respectivamente, el H2O2 y el O2  que se forman en condiciones de aerobiosis.

La mayoría de las bacterias lácticas sólo pueden obtener energía a partir de azúcares y otros compuestos relacionados. Debido a su limitada capacidad biosintética son muy exigentes nutricionalmente y requieren factores de crecimiento complejos como aminoácidos, vitaminas, purinas y pirimidinas

Estos microorganismos forman un grupo muy heterogéneo, cuya característica aglutinadora es la generación de cantidades apreciables de ácido láctico como principal producto de su metabolismo fermentativo. Comprenden los cuatro géneros tradicionales:

· Streptococcus (actualmente subdividido en Streptococcus, Lactococcus, Vagococcus y Enterococcus)

Streptococus lactis, se encuentra especialmente en el queso, y en algunas plantas. Esta bacteria es responsable en gran parte del agriamientonormal de la leche.

Streptococus lactis

Stretococcus agalactae. Causa mastisis en las vacas y a veces farigitis en el ser humano. También es causa de diarrea de verano en los niños.

Streptococus agalactae

Hay bacterias que producen gas. Estas pertenecen al grupo coniforme, algunas de las cuales fermentan la lactosa con formación de ácido y gas y ejercen una acción protelítica descomponiendo las proteínas de la leche, en particular la caseína.

 

·   Lactobacillus

·   Leuconostoc

· Pediococcus, a los que se han añadido otros como: Weissella, Oenococcus, Atopobium, Alloicoccus, Aerococcus, Tetragenococcus y  Carnobacterium.

Las bacterias lácticas pertenecen a la subdivisión Clostridium de las eubacterias Gram positivas (contenido en G+C inferior al 50%). La comparación de secuencias de ARNr-16S ha permitido esclarecer las relaciones filogenéticas entre estos microorganismos, poniendo de manifiesto una gran heterogeneidad que se encuentra, mayoritariamente, dentro de los géneros Lactobacillus y Leuconostoc.

Las bacterias que producen una reacción alcalina y además hidrolizan las proteínas de la leche. Existen también bacterias anaerobias, que algunas veces contaminan la leche, fermentan lalactosa con formación de gas y producen ácidos de olor penetrante, como el butírico y el propiónico. Algunos ejemplo de estas bacterias son. Clostridium perfringens, clostridium pruchii, clostridiumbutyricum y clositidium miltifermentans.  

Uno de los rasgos fisiológicos más característicos de las bacterias lácticas es su tolerancia al ácido como consecuencia obligada de su metabolismo, lo cual les ofrece una gran ventaja selectiva para desarrollarse en los hábitats donde se encuentran. Algunas especies aparecen asociadas a material vegetal. Otras forman parte de la microbiota normal del cuerpo de los animales, encontrándose en los tractos respiratorio, intestinal y genitourinario, donde ejercen un papel beneficioso ya que antagonizan la colonización por patógenos, mejoran la digestibilidad de ciertos alimentos y actúan, probablemente, como coadyuvantes inmunológicos. Otro de los hábitats a los que comúnmente se asocia a las bacterias lácticas son la leche y sus derivados, y el conjunto de alimentos fermentados citados anteriormente.

Entre las enfermedades más destacables que pueden afectar al hombre por consumo de leche cruda contaminada se encuentran

Estos microorganismos van a poder llegar a leche y posteriormente a los consumidores pudiendo dar lugar a problemas tras el consumo de leche cruda, previamente contaminada, y frecuentemente, mal refrigerada.

La Leche cruda refrigerada. Hay que destacar que si la temperatura de refrigeración es adecuada, e inferior a 9ºC, no se puede producir la multiplicación de la mayor parte de los microorganismos patógenos relacionadas con la leche. Si esta temperatura es incluso inferior a 6ºC se podría incluso controlar la proliferación de la mayor parte de los microorganismos alterantes.

En la actualidad, la leche refrigerada sólo puede ser consumida cruda en aquellos casos en los que pueda ser clasificada como leche certificada, es decir, leche obtenida de animales exentos de microorganismos patógenos. En consecuencia, este tipo de leche puede ser consumida sin tener excesivos riesgos de patógenos responsables de zoonosis. Sin embargo, sigue existiendo el peligro de otros microorganismos si las condiciones de refrigeración no son adecuadas, especialmente si el consumidor no mantiene el producto las citadas condiciones. En estos casos se ha señalado de especial riesgo la presencia de otros microorganismos como Yersinia enterocolitica yListeria monocytogenes.

Leche pasteurizada. Este producto ha sido sometido a un tratamiento térmico, sin embargo, la eficacia del mismo va a depender de la carga microbiana previa. En muchos casos, este producto ha estado implicado en procesos de infección por Listeria monocytogenes. Y ¿cómo es posible? Pues, se debe a que la carga microbiológica de la leche cruda era elevada, a que el tratamiento asegura la eliminación de una gran parte de la microflora competitiva y a que la posterior refrigeración a temperaturas inadecuadas permitirá la proliferación de este patógeno.

Las actividades metabólicas de las bacterias lácticas no sólo contribuyen al desarrollo de las características organolépticas y reológicas de los alimentos fermentados sino que, además, permiten preservar el valor nutritivo y la salubridad de la materia prima, proporcionando un producto agradable al consumidor y generando en él un ambiente poco favorable para el desarrollo de patógenos y otros microorganismos que pudieran alterarlos.

Así pues, las bacterias lácticas y los productos de su metabolismo han sido consumidos, desde tiempos prehistóricos, a través de los alimentos fermentados. Esta circunstancia, unida al hecho de que sólo muy raramente se les ha asociado a procesos patológicos (Gasser, 1994), ha contribuido a su designación como bacterias “seguras” o GRAS (Generally Recognized As Safe).

 Microorganismos antibióticos de la leche

Las primeras observaciones de antibiosis microbiana realizadas por Pasteur y Joubert (1877) permitieron vislumbrar la posibilidades terapéuticas de los fenómenos de antagonismo. Posteriormente, Rogers (1928) identificó una sustancia de naturaleza peptídica (nisina), producida por Streptococus lactis, que inhibía a microorganismos Gram positivos, incluyendo patógenos y alterantes de alimentos. Debido a que la cepa productora era utilizada como cultivo iniciador en la producción de derivados lácteos se plantearon nuevas aplicaciones, no sólo con fines terapéuticos, del antagonismo microbiano.

De hecho, la fermentación proceso de transformación biológica de los alimentos es una de las técnicas más antiguas utilizadas para aumentar el período de consumo de alimentos perecederos. De las muchas especies microbianas que se encuentran inicialmente en el alimento crudo o materia prima, solamente unas pocas están dotadas de las capacidades fisiológicas necesarias para multiplicarse masivamente en las condiciones concretas que ofrece el alimento y el medio ambiente que se genera. Así pues, las bacterias lácticas llegan a proliferar en la mayoría de estos hábitats, constituyendo un claro ejemplo de antagonismo microbiano.

La capacidad de producir grandes cantidades de ácidos (láctico, acético) por fermentación de los carbohidratos presentes y la consecuente caída del pH son los factores primarios en los que se basa la actividad antimicrobiana de las bacterias lácticas. Este efecto es muy importante ya que los hábitats de estas bacterias, en especial los alimentos sin elaborar, poseen una alta actividad de agua y son muy ricos en nutrientes, por lo que la proliferación bacteriana se ve muy favorecida. Los ácidos lipofílicos son capaces de atravesar la membrana plasmática en su forma no disociada e interferir con las funciones básicas del metabolismo celular, disminuyendo el pH interno de la célula. Así se explica el amplio rango de microorganismos inhibidos, con la única excepción de los organismos acidodúricos como levaduras, mohos y las propias bacterias lácticas.

Bacteriocidas

Las bacteriocinas son sustancias antimicrobianas de naturaleza peptídica y activas, generalmente, frente a microorganismos relacionados taxonómicamente con la especie productora. Se describieron por primera vez en Escherichia coli y, posteriormente, en bacterias Gram positivas.

Actualmente se conoce la estructura primaria de numerosas bacteriocinas producidas por bacterias lácticas, bien por secuenciación directa de los péptidos purificados o por traducción del correspondiente ADN. Aunque la mayoría de ellas están constituidas por aminoácidos biológicos, es de destacar la presencia de aminoácidos modificados (lantionina y ß-metil lantionina y sus precursores dehidroalanina y dehidrobutirina) en la forma activa de aquéllas que reciben el nombre genérico de lantibióticos. Incluso se ha identificado la presencia de D-alanina en la lactocina S, lantibiótico producido por Lb. sake. No obstante, independientemente de su composición, las bacteriocinas son péptidos catiónicos, con un pH alto, que comparten un marcado caracter hidrofóbico.

Teniendo en consideración sus propiedades físico-químicas, tamaño, espectro de inhibición y presencia de aminoácidos modificados, las bacteriocinas de las bacterias lácticas se han clasificado en 4 grandes clases, con modificaciones posteriores):

·                    Lantibióticos (Clase I)

·                    No lantibióticos (clase II)

·                    No lantibióticos (Clase III)

·                    Bacteriocinas mixtas (Clase IV)

Existen numerosos trabajos que demuestran los efectos benéficos de las bacterias ácido lácticas (BAL) consideradas como probióticos en el tratamiento y prevención de trastornos digestivos en el hombre (10,11,12,13), en primer lugar, puede evitarse la intolerancia aguda a la lactosa por causas patológicas o congénitas mediante ingestión de yogurt no pasteurizado; el estreñimiento y meteorismo, se puede atenuar por ingestión de bacterias ácido lácticas, ya que se favorece el equilibrio bacterias ácido lácticas/microbiota de putrefacción, posiblemente por la reducción del pH. 

Mediante el uso de determinadas cepas de Lactobacillus acidophilus y Lactobacillus casei se ha logrado un efecto significativo en la prevención y el tratamiento de diarreas infantiles (14) diarreas asociadas con antibióticos, así como en la prevención de la “diarrea del viajero” (15). Se ha reportado que el consumo de Yogurt (16) o de leches fermentadas con Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Bifidobacterium longum y mezclas de distintas bacterias ácido lácticas conllevó a un aumento significativo de distintos parámetros inmunológicos (17).  En trabajos realizados con voluntarios humanos se ha demostrado que la ingestión de leche fermentada con  actobacillus acidophilus (5x109UFC), consecutiva a una vacunación oral con una cepa atenuada de Salmonella typhiaumenta significativamente los niveles séricos de inmunoglubulina A contra el lipopolisacárido patógeno (18). Se ha considerado que el efecto de probióticos para el tratamiento de la diarrea aguda y crónica es muy favorable demostrando que algunos son muy efectivos y aportando ventajas costo beneficio en los tratamientos (19).

Experimentos realizados con Giardia lamblia demostró que los factores extracelulares liberados por parte deLactobacillus acidophilus  y  Lactobacillus johnsonii La1 inhiben el crecimiento in vitro de Giardia lamblia en la fase G1 impidiendo que se forme el quiste que es la forma infectiva . 

Debido a que no se cuenta actualmente con una droga efectiva contra la amibiasis, que no cause en humanos efectos secundarios indeseables, es imperante desarrollar nuevas estrategias para el control de la amibiasis, ya que se han realizado relativamente pocos estudios sobre los efectos de los probióticos  contra protozoarios causantes de enfermedades gastrointestinales.  En este trabajo se estudia el efecto que los liofilizados de medios condicionados con las bacterias ácido lácticas (BAL) Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei y Lactococcus lactis presentan sobre el crecimiento de Entamoeba histolytica cultivada bajo condiciones axénicas in vitro.