Bacterias Ácido Lácticas – Fundamentos y Aplicaciones

Sinopsis del producto

En la presente obra se encuentra el amplio panorama de la investigación de las bacterias ácido lácticas. Será de gran utilidad tanto para estudiantes de nivel medio superior hasta investigadores de posgrado de las áreas químicobiológias, incluso para profesionales de la industria alimentaria y bioquímica. Además, los autores son investigadores líderes en su campo, por lo que los fundamentos del tema se complementan con los avances más recientes en la comprensión y en la aplicación de las bacterias ácido lácticas. Se detallan las funciones y características de estos microorganismos, igualmente se desarrollan las técnicas, tradicionales y más recientes, para aislarlos e identificarlos. Se hace una revisión del papel que desempeñan estos microorganismos en la tecnología de los alimentos, su función como espesantes, gelificantes y mejorantes de textura; y en la industria farmacéutica debido a que activan la respuesta inmune del sistema. Se presentan las técnicas de manipulación genética de las bacterias y los fagos que las afectan, así como sus consecuencias en la industria alimentaria. En el aspecto médico, se analizan las principales aplicaciones de las bacterias ácido lácticas para el bienestar del ser humano, es decir, su uso como agentes pro y prebióticos y como moléculas terapéuticas. n nA QUIEN VA DIRIGIDO n nEstudiantes de licenciatura del área químicobiológica, por ejemplo, Ingeniería en alimentos, Química de alimentos, Químico farmacéutico biólogo, Químico bacteriólogo y parasitólogo, Ingeniería biotecnológica. También para investigadores en ciencias químicobiológicas, biomedicina molecular, ciencias en alimentos, biotecnología molecular, entre otros. n nContenido nIntroducción ..................................................................................................1 nCapítulo 1 nFunciones generales de las bacterias ácido lácticas ............................................3 n1.1 Introducción ..............................................................................................3 n1.2 Las BAL como microorganismos alterantes ..............................................4 n1.3 Las BAL como microorganismos beneficiosos ..........................................5 n1.4 Fermentación de alimentos .......................................................................6 n1.5 Definición de alimentos fermentados .........................................................6 n1.6 Fermentación de la leche ..........................................................................7 n1.7 Fermentación de la carne .........................................................................9 n1.8 Fermentación de vegetales .....................................................................10 n1.9 Fermentación de bebidas .......................................................................10 n1.10 Biopreservación de alimentos .................................................................11 n1.10.1 Metabolitos producidos por las BAL ........................................12 n1.11 Bacterias lácticas probióticas ..................................................................15 n1.11.1 Efectos/beneficios de los probióticos .......................................17 n1.11.2 Seguridad de los probióticos ...................................................17 nCapítulo 2 nAislamiento e identificación de las bacterias ácido lácticas.................................25 n2.1 Introducción ............................................................................................25 n2.2 Aislamiento de las bacterias del ácido láctico ..........................................26 n2.3 Identificación basada en pruebas fenotípicas ..........................................27 n2.4 Identificación basada en análisis del ADN ...............................................28 n2.4.1 Hibridación ADN-ADN .............................................................28 n2.4.2 Métodos basados en la PCR ...................................................29 n2.4.3 Métodos basados en digestiones enzimáticas .........................32 n2.5 Métodos independientes de cultivo .........................................................32 n2.5.1 Huellas genéticas (fingerprinting) ..............................................33 n2.5.2 Métodos in situ .......................................................................34 n2.5.3 Secuenciación .........................................................................35 n2.5.4 Microarrays ..............................................................................37 n2.5.5 Citometría de flujo ....................................................................37 n2.6 Conclusiones ..........................................................................................37 nCapítulo 3 nGrupo de baterías ácido lácticas .......................................................................41 n3.1 Introducción ............................................................................................41 nBACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS: FUNDAMENTOS Y APLICACIONES – DRIDER /RIVERA ALFAOMEGA nCapítulo 3A nLeuconostoc ................................................................................................46 n3A.1 Introducción ............................................................................................46 n3A.2 Hábitat ................................................................................................47 n3A.3 Taxonomía e identificación ......................................................................48 n3A.4 Genética ................................................................................................49 n3A.5 Salud y rol en alimentos funcionales ........................................................49 n3A.6 Conclusiones ..........................................................................................50 nCapítulo 3B nLactococcus ................................................................................................56 n3B.1 Introducción ............................................................................................56 n3B.2 Taxonomía y evolución al ambiente lácteo ...............................................56 n3B.3 Lactococcus lactis en cultivos iniciadores ...............................................58 n3B.4 Contribución de L.Lactis a la fermentación de la leche y a la formación nde aroma y sabor en el queso .................................................................59 n3B.5 Actividad glicolítica ..................................................................................59 n3B.6 Actividad proteolítica ...............................................................................60 n3B.6.1 Proteinasa de pared celular .....................................................61 n3B.6.2 Sistemas de transporte de péptidos y aminoácidos .................61 n3B.6.3 Peptidasas de L. Lactis ...........................................................61 n3B.7 Catabolismo de aminoácidos: rutas y actividades enzimáticas ................62 n3B.7.1 Actividad aminotransferasa ......................................................62 n3B.7.2 Actividad hidroxiácido deshidrogenasa ....................................63 n3B.7.3 Actividad cetoácido deshidrogenasa........................................64 n3B.7.4 Actividad cetoácido descarboxilasa .........................................64 n3B.7.5 Actividad liasa ..........................................................................64 n3B.8 Regulación de la expresión génica en L. Lactis y diversidad genética......65 n3B.9 Conclusiones ..........................................................................................66 nCapítulo 3C nEnterococcus ................................................................................................69 n3C.1 Introducción ............................................................................................69 n3C.2 Epidemiología molecular de los enterococos...........................................71 n3C.3 Factores de adaptación al hospedador y virulencia .................................72 n3C.4 Producción de aminas biógenas .............................................................77 n3C.5 Resistencia a antibióticos ........................................................................79 n3C.6 Producción de bacteriocinas ...................................................................81 n3C.7 Potencial biotecnológico de los enterococos ..........................................82 n3C.8 Conlusiones ............................................................................................86 nx Contenido nBACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS: FUNDAMENTOS Y APLICACIONES ALFAOMEGA – DRIDER /RIVERA nCapítulo 3D nPediococcus ................................................................................................99 n3D.1 Introducción ............................................................................................99 n3D.2 Fisiología ..............................................................................................100 n3D.3 Hábitat ..............................................................................................101 n3D.4 Aplicaciones biotecnológicas ................................................................102 n3D.4.1 Fermentación de productos cárnicos .....................................102 n3D.4.2 Fermentación de productos vegetales ...................................102 n3D.4.3 Fermentación de productos lácteos .......................................103 n3D.4.4 Fermentación de alimentos marinos ......................................103 n3D.4.5 Fermentación de ensilados ....................................................104 n3D.4.6 Producción de bateriocinas y bioconservación nde alimentos ..........................................................................104 n3D.4.7 Probióticos ............................................................................105 n3D.5 Alteraciones de alimentos y bebidas .....................................................105 nCapítulo 3E nCarnobacterium ..............................................................................................110 n3E.1 Introducción ..........................................................................................110 n3E.2 Distribución en el medio ambiente y alimentos ......................................111 n3E.2.1 Medio ambiente .....................................................................111 n3E.2.2 Productos lácteos, cárnicos y pesqueros ..............................114 n3E.3 Propiedades funcionales de carnobacterias ..........................................117 n3E.3.1 Bacteriocinas y propiedades antimicrobianas ........................117 n3E.3.2 Efecto de actividades catabólicas en las características nornganolépticas y seguridad de los alimentos ........................123 n3E.4 Carnobacterias como organismos patógenos y/o cultivos nprobióticos ............................................................................................128 n3E.5 Genómica .............................................................................................132 n3E.6 Conclusiones ........................................................................................132 nCapítulo 3F nLactobacillus ..............................................................................................168 n3F.1 Introducción ..........................................................................................168 n3F.2 Clasificación e identificación ..................................................................169 n3F.3 Metabolismo fermentativo .....................................................................169 n3F.4 Hábitat ..............................................................................................170 n3F.5 Papel en la elaboración de alimentos fermentados ................................171 n3F.6 Producción de ensilados para pienso ...................................................173 n3F.7 Alteración de alimentos y bebidas .........................................................173 n3F.8 Producción de bacteriocinas .................................................................174 n3F.9 Efectos beneficiosos para la salud ........................................................175 n3F.10 Patogenicidad .......................................................................................176 nContenido xi nBACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS: FUNDAMENTOS Y APLICACIONES – DRIDER /RIVERA ALFAOMEGA nCapítulo 3G nOenococcus ............................................................................................. 178 n3G.1 Introducción ..........................................................................................178 n3G.2 Oenococcus Oeni .................................................................................179 n3G.3 Diversidad Intra-Específica de la especie O.Oeni ...................................180 n3G.3.1 Identificación y tipificación molecular ......................................180 n3G.3.2 Mecanismos de adaptación al estrés ambiental .....................182 n3G.4 Usos industriales...................................................................................183 n3G.4.1 Elaboración del vino ...............................................................183 n3G.4.2 Producción de compuestos aromáticos .................................184 n3G.4.3 Producción de exopolisacáridos ............................................185 n3G.5 Alteración del vino .................................................................................186 n3G.6 Conclusiones ........................................................................................187 nCapítulo 3H nStreptococcus ..............................................................................................191 n3H.1 Introducción ..........................................................................................191 n3H.2 Streptococcus thermophilus .................................................................192 n3H.3 Propiedades tecnológicas de Streptococcus thermophilus ...................193 n3H.3.1 Metabolismo de los azucares.................................................193 n3H.3.2 Sistema proteólico y metabolismo aminoacídico ....................194 n3H.3.3 Metabolismo de la urea..........................................................195 n3H.3.4 Resistencia a fagos ................................................................196 n3H.3.5 Biosíntesis de exopolisacáridos .............................................197 n3H.4 Propiedades Probióticas de Streptococcus thermophilus .....................198 n3H.4.1 Producción de bacteriocinas .................................................198 n3H.4.2 Biosíntesis de folato ...............................................................199 n3H.4.3 Producción de biosurfactante ................................................199 n3H.5 Otras especies de interés alimentario o biomédico ................................199 n3H.6 Conclusiones ........................................................................................200 nCapítulo 4 nGenética y fagos de las bacterias ácido lácticas ..............................................203 n4.1 Introducción ..........................................................................................203 nCapítulo 4A nExpresión y manipulación genética de las bacterias lácticas ............................206 n4A.1 Introducción ..........................................................................................206 n4A.2 Sistemas de expresión genética de Lactococcus lactis .........................207 n4A.3 Manipulación cromosómica ..................................................................214 n4A.4 Perspectivas futuras .............................................................................217 nxii Contenido nBACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS: FUNDAMENTOS Y APLICACIONES ALFAOMEGA – DRIDER /RIVERA nCapítulo 4B nFagos de bacterias lácticas .............................................................................221 n4B.1 Introducción ..........................................................................................221 n4B.2 Clasificación y ciclo biológico ................................................................221 n4B.3 Mecanismos de resistencia a fagos ......................................................224 n4B.4 Estrategias anti-fago .............................................................................225 n4B.4.1 Estrategias de ingeniería genética ..........................................225 n4B.5 Herramientas y aplicaciones basadas en fagos de bacterias nlácticas ..............................................................................................227 n4B.5.1 Herramientas moleculares .....................................................227 n4B.5.2 Agentes de biocontrol ............................................................228 n4B.6 Conclusiones ........................................................................................229 nCapítulo 5 nAplicaciones biotecnológicas ...........................................................................234 n5.1 Introducción ..........................................................................................234 nCapítulo 5A nPrebióticos ..............................................................................................237 n5A.1 Introducción ..........................................................................................237 n5A.2 Características ......................................................................................238 n5A.3 Clasificación .........................................................................................239 n5A.3.1 Prebióticos sintéticos .............................................................239 n5A.3.2 Prebióticos naturales .............................................................241 n5A.4 Subproductos agroindustriales como fuente de fibra ............................245 n5A.5 Incorporación de fibra dietética en productos cárnicos .........................246 n5A.6 Conclusiones ........................................................................................247 nCapítulo 5B nProbióticos y moléculas terapéuticas ...............................................................252 n5B.1 Introducción ..........................................................................................252 n5B.2 Enzimas ..............................................................................................253 n5B.3 Moléculas con actividad protectora frente a patógenos ........................255 n5B.4 Moléculas con actividad moduladora del sistema nnervioso central ....................................................................................257 n5B.5 Moléculas con actividad antioxidante ....................................................259 n5B.6 Moléculas con actividad inmunomoduladora/anti-inflamatoria ...............261 n5B.7 Expresión de moléculas heterólogas de interés terapéutico ..................265 n5B.8 Conclusiones ........................................................................................270 nCapítulo 5C nUso de bacterias lácticas como vehículos de moléculas nterapéuticas ..............................................................................................273 nContenido xiii nBACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS: FUNDAMENTOS Y APLICACIONES – DRIDER /RIVERA ALFAOMEGA n5C.1 Introducción ..........................................................................................273 n5C.2 Bacterias lácticas como vehículos de antígenos y citosinas na nivel de mucosas ...............................................................................275 n5C.3 Lactococcus lactis como vehículo de proteína de interés medio ...........276 n5C.4 Producción heteróloga de proteínas en L. Lactis ...................................276 n5C.5 Uso de lactococos recombinantes para inducir una respuesta inmune nsistémica y mucosal contra patógenos bacterianos y virales .................278 n5C.6 Uso de lactococos recombinantes para tratar la alergia ncausada por la B-Lactoglobulina bovina ...............................................279 n5C.7 Efectos de la administración intranasal de una cepa recombinante nde L. Lactis que produce y secreta la leptina humana en ratones nobesos ob/ob .......................................................................................280 n5C.8 Respuesta inmune contra antígenos expresados por nLactobacillus SPP. ................................................................................281 n5C.9 Conclusiones ........................................................................................281 nCapítulo 5D nAplicaciones de los exopolisacáridos producidos por BAL en nla calidad y funcionalidad de los alimentos .......................................................295 n5D.1 Introducción ..........................................................................................295 n5D.2 Tipos de exopolisacáridos y su estructura ............................................297 n5D.3 Influencia de los exopolisacáridos en las propiedades organolépticas nde los alimentos ....................................................................................301 n5D.4 Contribución de los exopolisacáridos a la funcionalidad ........................304 n5D.4.1 Los exopolisacáridos como prebióticos .................................305 n5D.4.2 Contribución de los exopolisacáridos al carácter nprobiótico y a la capacidad inmunomoduladora de nlas bacterias lácticas ..............................................................306 n5D.5 Conclusiones ........................................................................................309 nCapítulo 5E nAgentes de conservación de los alimentos ......................................................313 n5E.1 Introducción ..........................................................................................313 n5E.2 Producción de sustancias antibacterianas ............................................314 n5E.3 Producción de sustancias con actividad antifúngica .............................316 n5E.4 Empleo de las bacteriocinas como bioconservantes .............................317 n5E.4.1 Incorporación de bacteriocinas en los alimentos ....................318 n5E.4.2 Bacteriocinas y tecnología de barreras ..................................320 n5E.5 Aplicaciones en alimentos y bebidas .....................................................325 n5E.6 Conclusiones ........................................................................................328 nÍndice analítico ..............................................................................................331 nxiv Bacterias Ácido Lácticas: Fundamentos y Aplicaciones nBACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS: FUNDAMENTOS Y APLICACIONES ALFAOMEGA – DRIDER /RIVERA

9786076226285

Drider, Djamel