Los bacteriófagos, virus que infectan específicamente bacterias, representan una amenaza constante y silenciosa para la industria de lácteos. A pesar de ser un componente natural del entorno, su presencia en las unidades de transformación puede desencadenar graves consecuencias económicas y afectar la calidad de los productos lácteos.
Estos virus altamente específicos explotan bacterias lácticas, esenciales para la fermentación y el desarrollo de características organolépticas en productos como yogur, queso y cremas acidificadas. Al infectar estas bacterias, los bacteriófagos interrumpen los procesos productivos, generando pérdidas significativas y poniendo en riesgo la seguridad alimentaria.
Comprender la amenaza representada por los bacteriófagos es esencial para desarrollar herramientas y protocolos que minimicen sus efectos y garanticen la sostenibilidad de la producción lechera. La producción de lácteos, un pilar de la dieta mundial, depende en gran parte de la fermentación bacteriana, que confiere a los lácteos sabor, textura y propiedades nutricionales. Sin embargo, este delicado equilibrio microbiano está constantemente amenazado por los bacteriófagos.
Bacterias ácidas lácticas
Las bacterias lácticas (LAB) son un grupo de bacterias que presentan en su mayoría las siguientes características: producen ácido láctico a partir de la degradación de azúcares, son Gram positivas, no esporuladas, pueden tener forma de cocos o bacilos, generalmente son inmóviles, anaerobias o aerobias, poseen una amplia gama de temperatura de crecimiento entre 10°C y 45°C, son tolerantes a la sal, no producen pigmentos, no reducen nitratos y no producen catalasa. Las LAB pueden producir dos tipos de fermentaciones dependiendo del género bacteriano: Homofermentativa, donde la lactosa se degrada con formación de ácido láctico; y Heterofermentativas que, además del ácido láctico, forman etanol o ácido acético y dióxido de carbono.
Las LAB son utilizadas en la industria alimentaria. En los procesos de fermentación láctea, la acción de las LAB y de sus productos metabólicos determinan las características organolépticas y la calidad final del producto.
Las bacterias lácticas son muy relevantes en la creación de productos lácteos fermentados porque les confieren sabores y olores, alteran la textura y protegen contra otros microorganismos nocivos. La infección de cultivos de bacterias lácticas por bacteriófagos, entre otros aspectos, es una razón significativa para el declive en la producción de productos lácteos.
Bacteriófagos
Los bacteriófagos, o fagos, son virus que infectan bacterias. Existe una gran variedad de bacteriófagos, ya que son específicos para cada especie y pueden hasta ser específicos para cada cepa bacteriana. Tienen una supervivencia a largo plazo que les permite permanecer en un ambiente por décadas, a menos que sufran daños de diferentes agentes.
La contaminación por fagos puede representar un riesgo significativo para cualquier proceso que requiera crecimiento bacteriano, como en la industria alimentaria. Las infecciones fágicas pueden causar una disminución en la función de las bacterias del ácido láctico durante el proceso de fermentación, lo que normalmente resulta en una disminución lenta del pH; o causar la muerte de todas las bacterias del ácido láctico y no reducir el pH de los productos lácteos fermentados.
Este tipo de virus no causa enfermedades o alteraciones en el cuerpo humano, ya que tiene preferencia por células procariotas, es decir, células menos evolucionadas, como las que se encuentran en las bacterias.
Bacteriófagos en la industria de lácteos
En la industria de lácteos, representan un gran desafío, ya que infectan las bacterias lácticas utilizadas en la producción de yogur, queso y otros productos lácteos fermentados.
Los bacteriófagos tienen una vida latente de 4 meses a 15 años. Un fago está compuesto por una cabeza de naturaleza proteica que contiene ácidos nucleicos (ADN o ARN). Su genoma está codificado para tres funciones: síntesis del capside, lisis de la pared celular y replicación del fago. Para reproducir un bacteriófago, necesita penetrar en una célula bacteriana en fase de crecimiento, ya que estas no poseen metabolismo propio y, por lo tanto, no pueden reproducirse por sí solas, lo que implica un parasitismo absoluto.
Desde 1935, se ha reportado la existencia de fagos en las LAB, iniciadores de la fermentación láctea, con una población entre 10^6 mL^-1 de leche a 10^10 mL^-1 de leche de UFP (unidades formadoras de placas líticas). El uso continuo y extensivo de LAB, como Lactococcus spp., Lactobacillus spp. y Streptococcus spp., en fermentación.
El encuentro entre un fago y una bacteria ocurre aleatoriamente y la probabilidad depende del número de bacterias y fagos.
La adsorción es la etapa en la que el virus se fija a la pared celular bacteriana. Receptores específicos están presentes en la pared celular (lipopolisacáridos, proteínas, ácidos teicoicos) permitiendo que el fago se una e inyecte su material genético. Generalmente, los fagos son bastante específicos y solo pueden infectar un tipo definido de bacteria.
Origen de la contaminación por fagos
- Ambiente: los fagos pueden estar presentes en el suelo, agua, aire, desagües, etc.
- Materias primas: Leche cruda, derivados lácteos (suero de leche, crema, proteína en polvo) y medios de cultivo.
- Equipos/procesos: Limpieza y desinfección insuficientes. Algunos equipos son críticos, como pasteurizadores, tanques de maduración y máquinas de embalaje. Todas las partes de las líneas de proceso donde están presentes las culturas (tanques de fermentación, tuberías, bombas, etc.).
- Equipos de difícil limpieza: máquinas de embalaje, envasadoras, etc. Razones para la presencia de fagos.
- Tratamiento térmico insuficiente de las materias primas.
- Contaminación cruzada en el proceso.
- Falta de rotación de culturas.
- Ineficiencia en limpieza y desinfección o baja frecuencia.
¿Por qué los bacteriófagos son un problema en la industria de lácteos?
Los bacteriófagos representan un problema significativo en la industria de lácteos por varios motivos:
- Contaminación del producto: Pueden contaminar la leche y otros productos lácteos, lo que puede llevar a una disminución de la calidad y seguridad del producto final.
- Impacto en la fermentación: En la producción de lácteos fermentados, como yogur, queso y cremas acidificadas, los bacteriófagos pueden infectar y destruir las culturas bacterianas utilizadas en el proceso. Esto puede resultar en fermentaciones incompletas o alteraciones en el sabor y la textura del producto. La lisis bacteriana causada por fagos reduce la eficiencia de la fermentación.
- Pérdida económica: La presencia de bacteriófagos puede causar pérdidas económicas significativas debido a lotes de productos no aptos para la venta, así como a la necesidad de realizar procesos de limpieza y desinfección más rigurosos en las instalaciones de producción.
- Resistencia bacteriana: La interacción entre bacteriófagos y bacterias puede llevar a la evolución de cepas bacterianas resistentes, lo que complica aún más el control de calidad en la producción lechera.
- Dificultades de control: La detección y el control de bacteriófagos en el ambiente de producción pueden ser complicados, ya que pueden estar presentes en niveles bajos, pero aún así afectar significativamente el proceso de producción.
¿Cómo controlar los bacteriófagos?
El control de fagos en la industria de lácteos es crucial para garantizar la calidad y seguridad del producto. Aquí hay algunas estrategias utilizadas:
- Higiene y limpieza: Mantener un ambiente de producción limpio es esencial. Se implementan protocolos de limpieza rigurosos para equipos y superficies.
- Monitoreo y detección: Se realizan pruebas regulares para detectar la presencia de fagos en el ambiente y en los productos. Esto puede incluir el uso de métodos microbiológicos y moleculares.
- Uso de cultivos starter: El uso de culturas lácteas específicas que sean resistentes a fagos puede ayudar a prevenir infecciones. Estas culturas pueden ser seleccionadas o genéticamente modificadas. La rotación de cultivos es esencial, utilizando diferentes cepas de bacterias lácticas para dificultar la adaptación de los fagos.
- Control de las condiciones del proceso: Ajustar parámetros en el proceso de producción, como temperatura y pH, puede ayudar a inhibir la actividad del fago.
- Desarrollo de bacteriófagos específicos: En algunos casos, se pueden usar fagos específicos que atacan bacterias no deseadas, permitiendo la supervivencia de las bacterias del ácido láctico.
- Educación y formación: La capacitación del personal sobre la importancia del control de fagos y las mejores prácticas de higiene y manejo puede reducir la incidencia de contaminaciones. Investigar y aplicar nuevas técnicas, como la ingeniería genética, para desarrollar cepas bacterianas resistentes.
- cteriófagos líticos: Usan fagos que destruyen bacterias infectadas sin integrarse en su genoma para desarrollar cepas bacterianas resistentes
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Por Luis Miguel Colmenarez Rivero
.Fuente: https://www.milkpoint.com.br/
