Selección y caracterización molecular de BAL productoras de GABA para la elaboración de productos lácteos funcionales
El ácido γ-aminobutírico (GABA) es un aminoácido no proteico con un rol destacado en distintas funciones fisiológicas y muy extendido en la naturaleza en plantas y animales. Se cree que, en el hombre, el GABA tiene efectos beneficiosos sobre la salud y el bienestar. En el sistema nervioso central...
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| Formato: | Tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura
2025
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositorio.unne.edu.ar/handle/123456789/58634 |
| Aporte de: |
| Sumario: | El ácido γ-aminobutírico (GABA) es un aminoácido no proteico con un rol destacado en distintas
funciones fisiológicas y muy extendido en la naturaleza en plantas y animales. Se cree que, en el
hombre, el GABA tiene efectos beneficiosos sobre la salud y el bienestar. En el sistema nervioso central
actúa como el mayor inhibidor del impulso neurotransmisor con funciones calmantes y relajantes.
Además, el GABA tiene efectos hipotensores, diuréticos y antidiabéticos. Muchos microorganismos
pueden producir GABA a partir del ácido glutámico, incluyendo diversas bacterias del ácido láctico
(BAL). La producción de GABA por BAL podría utilizarse en el desarrollo de alimentos fermentados
funcionales. En este estudio, inicialmente se analizó la capacidad de producción de GABA por cepas
acido lácticas aisladas de leche cruda y productos lácteos tradicionales elaborados con leche cruda sin
cultivos iniciadores. Este ensayo se llevó a cabo en medios de cultivo suplementados con glutamato
monosódico (GMS) al 1% utilizando un método enzimático (GABasa). Entre las cepas que resultaron
productoras en este ensayo, el estudio se centró en las especies Lactococcus (L.) lactis y Streptococcus
(S.) thermophilus que produjeron >1 mM de GABA. La producción de GABA se confirmó mediante
cultivos adicionados del precursor, GMS, seguida de cuantificación por cromatografía líquida HPLC.
Utilizando cebadores específicos de especie, el gen que codifica la glutamato descarboxilasa (gadB) se
amplificó por PCR en los productores de GABA analizados. Las secuencias de amplicones se
compararon entre sí y con las contenidas en bases de datos. Posteriormente, se seleccionó un grupo
de cepas productoras de GABA, y se determinaron sus perfiles fenotípicos, tecnológicos y de seguridad
alimentaria. En cuatro cepas de cada especie se realizó el análisis del genoma, el cual proporcionó la
base genética de la mayoría de las propiedades fenotípicas analizadas. El operón que alberga el gen
gadB está codificado en el cromosoma en todas las cepas y mostró el mismo contenido génico y el
mismo orden de genes que los reportados, respectivamente, para L. lactis y S. thermophilus. En esta
última especie, el operón está flanqueado (como en la mayoría de las cepas de esta especie) por copias
completas o truncadas de secuencias de inserción, lo que sugiere una adquisición mediante
transferencia horizontal de genes. Los genomas de tres cepas de L. lactis y dos de S. thermophilus
mostraron un gen que codifica una proteinasa caseinolítica (PrtP en L. lactis y PrtS en S. thermophilus).
Estas cepas se crecieron en leche formando un coágulo de buena apariencia y un atractivo sabor ácido.
También produjeron GABA a partir de GMS en este medio. Se identificaron dos cepas de L. lactis
pertenecientes a la biovar. diacetylactis; estas utilizan el citrato de la leche y producen cantidades
significativas de acetoína. Ninguna de las cepas mostró resistencia adquirida a los antibióticos
ensayados, ni sus genomas albergaban genes de resistencia transferibles, tampoco genes implicados
en toxicidad, virulencia o patogenicidad. En conjunto, los resultados sugerían que las ocho cepas
seleccionadas pueden considerarse candidatas para su uso como cultivos iniciadores o adjuntos para la fabricación de productos lácteos fermentados enriquecidos en GABA. Su utilidad real como
fermentos se comprobó mediante elaboraciones experimentales de leche fermentada (las cuatro
cepas de L. lactis) y de yogur (las cepas de S. thermophilus en combinación con una cepa de
Lactobacillus delbrueckii) a partir de leche adicionada de GMS. Sin embargo, para un uso racional de
estos cultivos funcionales, es necesario conocer los mecanismos involucrados en la síntesis y
regulación de GABA. Por ello, finalmente, se llevó a cabo un análisis transcripcional de los genes gadB
y gadC en la cepa S. thermophilus St 8.1 en condiciones que simulan las de fabricación y maduración
de productos lácteos fermentados. Mediante PCR cuantitativa con transcriptasa inversa (RT-qPCR),se
observó que para la activación del operón GAD se requiere un pH inferior a 5,0. Además, la expresión
de los genes gad se ve afectada de manera diferente por señales específicas del entorno: aumenta en
presencia de NaCl y disminuye en presencia de lactosa. |
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