Las actuales tendencias en el consumo de alimentos con énfasis en la salud, han originado nuevas necesidades en el área de los alimentos y por tal motivo se realizan investigaciones encaminadas al desarrollo de alternativas de bioconservación. Algunas cepas de bacterias ácido lácticas (BAL) son capaces de producir compuestos antimicrobianos, por lo que se han utilizado de manera empírica para la conservación de alimentos artesanales elaborados en México. El estudio de cepas BAL presentes en alimentos de origen artesanal, puede conducir a la explotación adecuada de su potencial antimicrobiano, así como a mejorar la conservación de dichos productos. El objetivo de éste trabajo fue identificar y cuantificar los compuestos antimicrobianos producidos por un grupo de cepas BAL aisladas de alimentos tradicionales mexicanos, para evaluar su potencial de utilización en la bioconservación de alimentos. Se trabajó con cuatro cepas BAL aisladas de alimentos tradicionales mexicanos: Leuconostoc (Lc.) mesenteroides CH210 (chorizo), Lc. mesenteroides PT8 (pulque), Lactobacillus (Lb.) plantarum CC10 (madre del vinagre) y Enterococcus (E.) faecium QPI1 (queso panela); dichas cepas mostraron tener actividad inhibitoria contra diversos patógenos de origen alimentario. Los extractos de Le. mesenteroides CH210 y PT8 redujeron las UFC/mL de E. coli enteropatogénica más de 5 log, Lb. plantarum CC10 mostró una notable capacidad para inhibir el crecimiento de S. aureus y V. cholerae, mientras que E. faecium QPI1 tuvo significativa actividad antimicrobiana contra S. aureus y L. monocytogenes. En el caso de Le. mesenteroides CH210 y PT8, así como Lb. plantarum CC10, se demostró que la actividad antimicrobiana estuvo asociada a los ácidos acético y láctico producidos. Solamente E. faecium QPI1 mostró capacidad para producir bacteriocinas con un amplio espectro de actividad antimicrobiana contra diversas cepas de L. monocytogenes. Utilizando el caldo de fermentación de E. faecium QPI1 y precipitándolo con sulfato de amonio (EPS), se obtuvieron 3 fracciones con actividad antimicrobiana. La estrategia de purificación incluyó un proceso de adsorción-desorción en células, extracción en fase sólida, cromatografía de intercambio catiónico y cromatografía de fase reversa. La fracción IC45 mostró actividad antimicrobiana por si sola. Se obtuvieron otras dos fracciones, SP40 y FR75, las cuales mostraron un mecanismo de acción típico de bacteriocinas de la clase IIb, con actividad sinérgica que disminuyó notablemente cuando cada fracción se evaluó por separado. Los pesos moleculares de los péptidos activos calculados mediante movilidad electroforética oscilaron entre 2.0 a 3.0 kDa. Se encontró mediante técnicas moleculares que E. faecium QPI1 contiene los genes que codifican para las enterocinas A, L50A y L50B. Los ácidos orgánicos producidos por las cepas BAL aisladas de alimentos artesanales mexicanos Le. mesenteroides CH210, PT8 y Lb. plantarum CC10, tuvieron una importante capacidad para inhibir el crecimiento de patógenos de origen alimentario. Las bacteriocinas producidas por E. faecium QPI1 mostraron actividad en diversos sistemas modelo, por lo cual representan una alternativa con gran potencial antimicrobiano para uso en alimentos. El efecto antimicrobiano se demostró tanto adicionando dicha cepa productora de bacteriocina como utilizando el extracto libre de células lo que diversifica su utilización en alimentos.
The increasing tendencies of consumption of healthy foods are producing a lot of research in the field of food sciences with a focus on new biopreservation technologies. Some lactic acid bacteria (LAB) are capable of producing antimicrobial substances, so they are being used empirically in the artisanal food preservation done in México. The study of foodassociated LAB in artisanal Mexican products could lead us to understand the antimicrobial potential and its appropriate use to enhance food safety. The aim of this study was to identify and quantify antimicrobial substances produced by indigenous LAB isolated from traditional Mexican foods, in order to use in food biopreservation. We worked with four LAB strains isolated from unlabeled artisan Mexican products: Leuconostoc (Lc.) mesenteroides CH210 (chorizo), Lc. mesenteroides PT8 (pulque), Lactobacillus (Lb.) plantarum CC10 (mother of vinegar) and Enterococcus (E.) faecium QPI1 (panela cheese). These strains showed inhibitory activity against pathogenic bacteria from food origin. The extract produced by Le. mesenteroides CH210 and PT8 reduced the UFC/mL of enteropatogenic E. coli more than 5 log and Lb. plantarum CC10 showed high capability to inhibit the growth of S. aureus and V. cholerae. E. faecium QPI1 had high antimicrobial activity against S. aureus and L. monocytogenes. The antimicrobial activity of Le. mesenteroides CH210, Le. mesenteroides PT8 and Lb. plantarum CC10 was attributed to acetic and lactic acids produced. Only E. faecium QPI1 showed capability to produce bacteriocins with a wide spectrum of antimicrobial activity against L. monocytogenes. Using the fermentation broth produced by E. faecium QPI1 and after ammonium sulfate precipitation (EPS), three fractions with antimicrobial activity were obtained. The purification strategy included a step of adsorption-desorption in cells, solid phase extraction, cationic interchange chromatography, and reverse phase chromatography. The IC45 fraction showed antimicrobial activity by itself. Another two fractions SP40 and FR75, that showed the typical mechanism of action of bacteriocins class IIb, with synergistic activity that reduce when each fraction were tested separately. The molecular weight of active peptides calculated by electrophoretic mobility were ranged between 2.0 to 3.0 kDa. The molecular techniques allowed us to find the genes that codify the enterocins A, L50A and L50B into the genetic material of E. faecium QPI1 strains. The organic acids produced by LAB isolated from artisanal Mexican foods Le. mesenteroides CH210, PT8 and Lb. plantarum CC, showed an important inhibitory activity against pathogenic strains form food origin. The bacteriocins produced by E. faecium QPI1 showed wide antimicrobial activity in different model systems, representing an alternative with good potential in food preservation. Antimicrobial effect was shown both by using the producing LAB strains or using the free cells extract, diversifying the type of use in food products.
