Bacterias lácticas: su uso en biocontrol y en la producción de metabolitos de importancia...
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Bacterias lácticas: su uso en biocontrol y en la producción de metabolitos de importancia industrial. Raúl R. Raya 25-Oct-2012 CEBAU-Mincyt-MEC Bs Aires
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Bacterias lácticas: su uso en biocontrol y en la producción de metabolitos de importancia industrial.
Raúl R. Raya25-Oct-2012CEBAU-Mincyt-MEC Bs Aires
Cocos o Bacilos Gram (+)
Aerotolerantes
Metabolismo fermentativo
Exigentes nutricionalmente
Gran adaptación fisiológica
Capacidad de colonizar diversos
ecosistemas
GRAS (Generally Recognised as Safe)
Microorganismos de Grado Alimenticio
(MGA)
BACTERIAS LACTICASBACTERIAS LACTICASBACTERIAS LACTICASBACTERIAS LACTICAS
Salud Humana y
animal
Probióticos
Prebióticos
Simbióticos
Vectores de vacunas
Alimentos
Cultivos Iniciadores
Cultivos protectores
BAL
Leche de vaca, cabra, búfala
y de pequeños rumiantes
Leche de soja
Masa panaria
NovedososFuncionales
Tradicionales
Quesos
Yogurt
Vinos y jugos de frutas
Embutidos
Bebidas fermentadas
Huésped Huésped humanohumanoTracto digestivo
Sistema inmune
Tracto urogenitalCavidad oral
Tracto respiratorioMetabolismo intermedio
Huésped Huésped animalanimalBovinos,
Caprinos,
Aves,
Porcinos
Pequeños rumiantes
Acuicultura
Bacterias lácticasBacterias lácticas
CENTRO DE REFERENCIA PARA CENTRO DE REFERENCIA PARA LACTOBACILOSLACTOBACILOS
(CERELA- CONICET)(CERELA- CONICET)
Chacabuco 145Chacabuco 145
San Miguel de Tucumán- TucumánSan Miguel de Tucumán- TucumánWeb: www.cerela.org.arWeb: www.cerela.org.ar
1976
DESARROLLOS y TRANSFERENCIA DE TECNOLOGIA
CREACION DE UNA COLECCIÓN DE CULTIVOS DE BAL
FORMACION DE RECURSOS HUMANOS doctorados- UNT - regional
CENTRO DE REFERENCIA PARA LACTOBACILOS (CERELA)
1976 – 2012
Investigadores: 33
Profesionales y Técnicos: 18
Estudiantes de Doctorado y Post-
Doc: 33
Estudiantes de Graduación: 23
COLECCIÓN DE CULTIVOS DE BACTERIAS LACTICAS COLECCIÓN DE CULTIVOS DE BACTERIAS LACTICAS
1200 CEPAS1200 CEPAS
COLECCION DE CULTIVOS: COLECCION DE CULTIVOS: “CRL”“CRL”
Tecnología y Tecnología y DesarrolloDesarrollo
Biología MolecularBiología MolecularEcofisiología Ecofisiología MicrobianaMicrobiana
InmunomicrobiologíaInmunomicrobiología
Microbiología Microbiología PreventivaPreventiva
MetabolismMetabolismoo
Bioquímica Bioquímica ClínicaClínica
Desarrollos tecnológicos en el mercado
Leche fermentada bioterapéutica - SANCOR-BIO (1995) y SANCOR-BIO fructanos
Lactobacillus casei
L. acidophilus
Restaurador de la microflora intestinal – BIOFLORA (2001)
Lactobacillus casei Lactobacillus plantarum
Enterococcus faecalis
Bifidobacterium breve
HOY...
Min. Desarrollo Social, Min. Educación, Min. Salud Pública, SIDETEC
•90.000 niños
• 60 escuelas
Seguridad
+
Calidad
BiocontrolBiocontrol
BACTERIAS LACTICASBACTERIAS LACTICAS
Metabolitos antimicrobianosMetabolitos antimicrobianos
(Bacteriocinas)(Bacteriocinas)
Cultivos bioprotectoresCultivos bioprotectores
Metabolitos antimicrobianos producidos por Bacterias LácticasMetabolitos antimicrobianos producidos por Bacterias Lácticas
MetabolitoMetabolito ObjetivoObjetivo
-Acidos orgánicos
ac láctico/ac acético Gram (-); Clostridium; hongos/lev
-H2O2 patógenos/contamin Gram (+)
-Bajo Peso Molecular
Reuterina; fenilacético bacterias/hongos y levaduras
diacetilo; acidos grasos
-Bacteriocinas
Sustancias bacterianas de síntesis ribosomal (naturaleza proteica) y capaces de inhibir el
crecimiento de organismos relacionados
Bacteriocinas Bacteriocinas Lactocina 705Lactocina 705
Antilisteria 705Antilisteria 705
Mundticina 35 Mundticina 35
oSobre-expresión de genes de bacteriocinas (L. curvatus, Enterococcus mundtii)
oRegulación de los promotores divergentes que controlan la expresión del sistema lactocina Lac705
o Caracterización de la estructura del plásmido pRC18 L. curvatus Sac7
o Caracterización de nuevos péptidos antimicrobianos
o Estrategias de aplicación de bacteriocinas en modelos experimentales
Efecto de Lactocin 705
sobre L. plantarun
1
Plásmido RC
18107bp
pRC18
18.101 bp
LACTOCIN 705LACTOCIN 705
ENTEROCIN CRL35ENTEROCIN CRL35
Activas frente a Activas frente a patógenos patógenos
alimentarios alimentarios
Modelos Modelos experimentalesexperimentales
Alimento fermentado tipo salame
Listeriosis en ratón
Péptidos con potencialidad tecnológica para industrias alimenticias y farmaceúticas
Investigación y Desarrollo
CULTIVOS CULTIVOS BIOPROTECTORESBIOPROTECTORES BACTERIOCINASBACTERIOCINAS
Organismo Organismo bacteriocinogénicobacteriocinogénico
Sustancia Sustancia antimicrobianaantimicrobiana
Bacteriocina concentrada/
Semipurificada/ Purificada/
Sintética
Producción in situ Producción ex situ
Producción en el alimento
Estrategias de aplicación .....Estrategias de aplicación .....
Dra. Graciela Vignolo [email protected]
Vida de estante de carne envasada al vacío
Films bioactivos con bacteriocinas L. curvatus CRL 705
BAL PRODUCTORAS DE BACTERIOCINAS. CULTIVOS BIOPROTECTORES
(algunos) Metabolitos producidos por (algunos) Metabolitos producidos por Bacterias LàcticasBacterias Làcticas
BacteriocinasBacteriocinas
ManitolManitol
Vitamina B12 y Vitamina B12 y riboflavinariboflavina
Pèptidos bioactivos Pèptidos bioactivos
Manitol es un poliol natural con poder edulcorante de bajas Manitol es un poliol natural con poder edulcorante de bajas calorías, aplicable para productos alimenticios para calorías, aplicable para productos alimenticios para pacientes diabéticospacientes diabéticos
Por sus propiedades físico-químicas se lo usa en diversas Por sus propiedades físico-químicas se lo usa en diversas industriasindustrias
Aplicación Aplicación IndustrialIndustrial
- Alimentos: poder edulcorante (E421 en EU) y - Alimentos: poder edulcorante (E421 en EU) y propiedades refrescantes [propiedades refrescantes [HH (+)] (+)]
- Farmacéutica: excipiente, enmascarar sabores - Farmacéutica: excipiente, enmascarar sabores desagradablesdesagradables
- Médica: - Médica: OsmitrolOsmitrol, potente diurético osmótico, , potente diurético osmótico, edemas cerebrales, disminución de presión edemas cerebrales, disminución de presión intraocular, prevenir fallas renales, vasodilatadorintraocular, prevenir fallas renales, vasodilatador
Producción de Manitol por Bacterias LácticasProducción de Manitol por Bacterias Lácticas
Producción industrial actual (química): hidrólisis catalítica de mezcla de glucosa y fructosa (bajo rendimiento, prod.
concomitante de sorbitol)
Biotecnológica a través de fermentaciones: BAL heterofermentativasBiotecnológica a través de fermentaciones: BAL heterofermentativas
Lactobacillus reuteriLactobacillus reuteri CRL 1101 candidata para la producción de CRL 1101 candidata para la producción de manitol como ingrediente o producción in situ en alimento manitol como ingrediente o producción in situ en alimento
fermentado enriquecido en manitolfermentado enriquecido en manitolDra. FERNANDA MOZZI, Dra. FERNANDA MOZZI, [email protected]@cerela.org.ar
Proteínas de leche
Principal fuente de péptidos bioactivos
Péptidos Bioactivos
ehebert/cerela.org.ar
Péptidos Bioactivos
ehebert/cerela.org.ar
Proteólisis - BAL
AlimentoIntestino
Casein-fosfopéptidos
Péptidos opioides
Sistema digestivo
Péptidos opioides
sistema nervioso
Péptidos antihipertensivos
Péptidos antitrombóticos
Sistema cardiovascular
Antimicrobianos
Inmunomoduladores
defensa del organismo
Actividad Analgésica
Sedación
Inducción del sueño
Modulan velocidad de tránsito
Retardan el vaciado gástrico
Péptidos Bioactivos
Péptidos Bioactivos
Reducción de colesterol y triglicéridos y aumento la relación HDL/LDL
38 y 25 % de reducción colesterol en trat. terapéutico y preventivo, respectivamente
FONARSEC 2011 (Alimentos hipolipemiantes)
Producción de Vitamina B12 (Patente nro p040103130) en matriz alimentaria
Actividad biológica comprobada mediante ensayos in vivo
Propiedades tecnológicas óptimas
Elevada biomasa en medios económicos
Capacidad de adaptación a diferentes sustratos
Altamente resistente a barreras naturales y de procesos
Cultivos lácticos con propiedades probióticas específicas
Regulación de dislipemias
Producción de vitamina B12 Dras. Graciela Font de Valdez y María Pía Taranto
E-mail: [email protected]; [email protected]
Pseudocereales QUINOA AMARANTO
Granos de origen andino de elevado valor nutricional
Proteínas ricas en lisina, metionina y cisteína50-60% Almidón y 5-8 % de grasas saludablesNo contienen gluten Aptos para celíacosRicas en vitaminas y minerales (calcio, hierro y fósforo)
Objetivos: evaluar las características funcionales de la microbiota láctica presente en quinoa y amaranto provenientes del NOA.La propuesta tiende a rescatar los mencionados cultivos ancestrales andinos, en vías de extinción, a fin de ser utilizados como materias primaspara el diseño de nuevos alimentos diferenciados con elevado contenido de compuestos bioactivos, valor nutricional y /o bioingredientes.
Dra Graciela Rollán - [email protected]
Optimización de alimentos fermentados base soja
Bacterias lácticas
L. plantarum, L. fermentum
Bifidobacterias
B. longum
Reducción de factores anti-nutricionalesReducción de factores anti-nutricionales
Propiedades funcionales ProbióticosPropiedades funcionales Probióticos
Reducción de galactosacáridos (-gal)
(flatulencia)
Bacterias lácticas y Bifidobacterias
L. paracasei, L rhamnosus
B. longum
ProteólisisReducción de fracciones alergénicas Generación de péptidos bioactivos
Bioconversión de isoflavonas
ALIMENTOS FUNCIONALES NOVEDOSOS
Investigación y Desarrollo
Datos de contacto:Dra. Marisa S. Garro. CERELA-CONICET-CCT TucumánE-mail: [email protected] , www.cerela.org.ar
Chacabuco 145. (4000) San Miguel de Tucumán. Tucumán. ArgentinaTel +54 0381-4310465/4311720 int 153
BAL benéficas y moléculas bioactivas (bacteriocinas) en BAL benéficas y moléculas bioactivas (bacteriocinas) en productos probióticos urogenitales de aplicación local (óvulos, productos probióticos urogenitales de aplicación local (óvulos,
cápsulas, jaleas)cápsulas, jaleas)
ProbióticoProbióticoss
ECOSISTEMA ECOSISTEMA UROGENITAL EN UROGENITAL EN
EQUILIBRIOEQUILIBRIO
Bacteriocina Bacteriocina (salivaricina)(salivaricina)
Genes Genes EstructuralesEstructurales
InmunidadInmunidad
Genes Genes ReguladoresReguladores
Genes Genes TransportTransportadoresadores
1000pb1000pb
++
BAL y tracto genitourinarioBAL y tracto genitourinario
Investigación y DesarrolloInvestigación y Desarrollo
Reconstitución de Reconstitución de microbiotamicrobiota
Prevención de Prevención de infecciones infecciones
urogenitales urogenitales humanas humanas
Erradicación de Erradicación de biofilms asociados biofilms asociados
con ITGUcon ITGU
PROBIOTICOS PARA USO ANIMAL
Aves de corralbovinos
bubalinos
ovinos
Aplicaciones en animalesAplicaciones en animalesporcinos
caprinos
acuicultura
LABORATORIO DE ECOFISIOLOGÍA TECNOLÓGICA
• Desarrollo de Alimentos Lácteos Funcionales de Origen Lácteo Caprino, Ovino y Bovino Conteniendo Ácido Linoleico Conjugado Contactos: [email protected]; [email protected]
• Diseño de Productos Lácteos de Origen Caprino y Ovino con Propiedades Aromáticas DiferencialesContactos: [email protected]; [email protected]
• Esterasas Bacterianas en el Contenido Intestinal. Rol en la Producción de Compuestos con Actividad Antioxidante y Efecto Beneficioso para la SaludContactos: [email protected]; [email protected]; [email protected]
• Comportamiento de Bacterias Lácticas y Propionibacterias en el Ambiente Intestinal de Aves de Corral. Aplicación a Producción y Sanidad AviarContactos: [email protected]; [email protected]
• Captación de Compuestos Tóxicos provenientes de la Dieta en la Luz Intestinal. Prevención de Alteraciones de la Mucosa Intestinal por Propionibacterias Contactos: [email protected]; [email protected]
• Influencia de Bacterias Lácticas sobre la Secreción de Adipoquinas y su Implicancia con la Microbiota Intestinal y la Respuesta InmuneContactos: [email protected]; [email protected]
Escherichia coli Escherichia coli O157:H7O157:H7
Estrategias de prevenciònEstrategias de prevenciòn
o Vacuna
o Cambio dieta
o Uso de probiòticos
o Uso de cloratos
o Biocontrol: use of bacteriofagos
BacteriófagosBacteriófagos
1031 phage on earth
Phage CEV2 Phage CEV1
Control of O157:H7 by Phage
In Vivo Animal Trials
All phage treated sheep have lower levels of O157:H7 than control
In rectum; CEV1 99%, CEV1+2 99.9%, Natural >99.9% in 3 days.
Muchas Gracias
