Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgarico
Lactobacillus bulgaricus es una de las más de 200 especies publicadas en el complejo genómico Lactobacillus (LGC) y es la principal bacteria utilizada para la producción de yogur También juega un papel crucial en la maduración de algunos quesos, así como en otros procesos que involucran productos de fermentación natural. Se define como bacteria ácido láctica homofermentadora debido a que el ácido láctico es el único producto final de su digestión de carbohidratos. También se considera un probiótico.
Es un bacilo grampositivo que puede parecer largo y filamentoso. No es móvil y no forma esporas. También es no patógeno. Se considera acidúrico o acidófilo, ya que requiere un pH bajo (alrededor de 5,4 a 4,6) para crecer de manera efectiva. Además, es anaeróbico. A medida que crece con productos lácteos crudos, crea y mantiene el ambiente ácido que necesita para prosperar a través de su producción de ácido láctico. Además, crece de manera óptima a temperaturas de 40 a 44 °C en condiciones anaeróbicas. Tiene requerimientos nutricionales complejos que varían según el ambiente. Estos incluyen carbohidratos, ácidos grasos insaturados, aminoácidos y vitaminas.
Identificado por primera vez en 1905 por el médico búlgaro Stamen Grigorov al aislar lo que más tarde denominó Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus de una muestra de yogur búlgaro, la bacteria se puede encontrar de forma natural en el tracto gastrointestinal de los mamíferos que viven en la mesorregión Shopluk de la península de los Balcanes. Una cepa, Lactobacillus bulgaricus GLB44, se extrae de las hojas de Galanthus nivalis (flor de campanilla de invierno) en Bulgaria. La bacteria también se cultiva artificialmente en muchos países.
Usar
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus se usa comúnmente junto con Streptococcus thermophilus como iniciador para hacer yogur. La lb. La cepa bulgaricus 2038 se ha utilizado durante décadas para la fermentación de yogur. Las dos especies trabajan en sinergia, con L. d. bulgaricus produce aminoácidos a partir de las proteínas de la leche, que luego son utilizados por S. termófilo. Esta relación se considera simbiótica. Ambas especies producen ácido láctico, que le da al yogur su sabor agrio y actúa como conservante. La disminución resultante del pH también coagula parcialmente las proteínas de la leche, como la caseína, lo que da como resultado la consistencia del yogur. Mientras fermenta la leche, L. d. bulgaricus produce acetaldehído, uno de los principales componentes del aroma del yogur. Algunas cepas de L. d. bulgaricus, como L. bulgaricus GLB44, también producen bacteriocinas, que se ha demostrado que eliminan las bacterias no deseadas in vitro. La viabilidad de Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus es extremadamente importante porque es necesario para que sea eficiente en la fermentación y para evitar que los productos alimenticios que produce se echen a perder. La liofilización es el método preferido para preservar la viabilidad de las células, pero no todas las células sobreviven a este proceso.
Debido a su utilidad en los procesos de fermentación natural, específicamente en cómo se elaboran productos alimenticios fermentados a partir de la leche de vaca, tiene una gran importancia económica. Algunos de los mayores importadores de la bacteria son Japón, Estados Unidos y la Unión Europea.
También se ha considerado un contaminante de la cerveza debido a su producción homofermentativa de ácido láctico, un sabor desagradable en muchos estilos de cerveza. Sin embargo, en otros estilos de cerveza, las bacterias del ácido láctico pueden contribuir a la apariencia general, el aroma, el sabor y/o la sensación en la boca y, en general, producen una acidez agradable.
Historia
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus fue identificado por primera vez en 1905 por Stamen Grigorov, quien lo denominó Bacillus bulgaricus.
Ilya Metchnikoff, profesor del Instituto Pasteur de París, investigó la relación entre la longevidad de los búlgaros y su consumo de yogur. Tenía la idea de que el envejecimiento es causado por la actividad de putrefacción, o proteólisis, de microbios que producen sustancias tóxicas en el intestino.
Las bacterias proteolíticas como los clostridios, que forman parte de la flora intestinal normal, producen sustancias tóxicas como fenoles, amoníaco e indoles mediante la digestión de proteínas. Estos compuestos son los responsables de lo que Metchnikoff denominó autointoxicación intestinal, que, según él, era la causa de los cambios físicos asociados a la vejez. Ya se sabía en ese momento que la fermentación con bacterias del ácido láctico inhibe el deterioro de la leche por su bajo pH.
La investigación de Metchnikoff también observó que las poblaciones rurales del sureste de Europa y las estepas rusas consumen diariamente leche fermentada con bacterias del ácido láctico y viven relativamente más que otras poblaciones. Con base en estos datos, Metchnikoff propuso que el consumo de leche fermentada siembra el intestino con bacterias de ácido láctico inofensivas que aumentan la acidez intestinal y suprimen el crecimiento de bacterias proteolíticas. Sus resultados fueron cuestionados después de que un estudio de 1920 mostrara que la bacteria no podía sobrevivir en los intestinos humanos, pero la idea, sin embargo, inició la investigación de probióticos realmente útiles.
Lactobacillus bulgaricus es un componente de VSL#3. Esta formulación patentada y estandarizada de bacterias vivas se puede usar en combinación con terapias convencionales para tratar la colitis ulcerosa y requiere receta médica.
En 2012 fue declarado microbio nacional de la India.
Investigación
Cuantificación en queso de leche de vaca mediante ensayo de reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real
En 2017, se llevó a cabo un estudio relacionado con el desarrollo de un ensayo de reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (qPCR) para cuantificar Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus así como Streptococcus thermophilus en queso de leche de vaca. El objetivo de este estudio fue crear una forma de identificar y cuantificar Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus y Streptococcus thermophilus, dos especies productoras de ácido láctico cruciales para la fermentación y maduración del queso, de manera oportuna mediante el uso de qPCR. Dos ensayos que utilizaron cebadores de PCR dirigidos al gen lacZ resultaron de este estudio y se consideraron compatibles con las dos especies de bacterias del ácido láctico (BAL). Esto permitió la cuantificación directa de Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus y Streptococcus thermophilus en queso elaborado con leche de vaca sin pasteurizar.
Efectos de Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus sobre la antigenicidad de las proteínas de la leche
Un estudio de 2012 planteó la cuestión de si Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus tuvo algún efecto sobre la antigenicidad de cuatro tipos de proteínas de la leche, siendo α-lactoalbúmina (α-LA), β-lactoglobulina (β-LG), α-caseína (α-CN) y β-caseína (β-CN). Estas proteínas son las principales proteínas que se encuentran en la leche de vaca y se sabe que tienen propiedades antigénicas en humanos, especialmente en niños pequeños y bebés. Entre el 2% y el 5% de los niños pequeños y los bebés experimentan alergia a la proteína de la leche de vaca (APLV), que tiene efectos nocivos en su desarrollo e incluso puede provocar la muerte. Esta alergia se facilita a través de la antigenicidad de las proteínas de la leche, que es la capacidad de las proteínas para desencadenar una respuesta inmunitaria en el cuerpo que puede provocar una serie de posibles reacciones alérgicas. El estudio se realizó simulando la digestión de leche no fermentada y leche fermentada mediante exposición a Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus para comparar sus antigenicidades con el fin de ver si la fermentación tenía algún efecto sobre la antigenicidad de las proteínas. Las antigenicidades se midieron a través de un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA). Los resultados afirmaron que la fermentación de la leche de vaca por Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus redujo la antigenicidad de α-LA y β-CN. Sin embargo, también aumentó la antigenicidad de α-CN mientras que β-LG no se vio afectada.
Fluidez de la membrana subcelular de Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus bajo frío y estrés osmótico
La eficacia de la crioconservación de bacterias del ácido láctico no es constante y puede conducir a la muerte celular. Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus se ha adaptado para defenderse del estrés por frío. La forma en que la mayoría de las células reaccionan al frío es cambiando la fluidez de la membrana celular, pero esta bacteria en particular ha adquirido diferentes tácticas para luchar contra el estrés por frío. La primera forma de hacer frente al frío es aumentar la viscosidad mediante la ingesta de compuestos como disacáridos, polisacáridos, aminoácidos y antioxidantes. La segunda estrategia utilizada se realiza induciendo respuestas activas durante los procesos de fermentación o posfermentación. Al modificarlos cambiará la temperatura, el pH y la composición del medio. Esto da como resultado que se activen vías metabólicas específicas, con la síntesis de proteínas de choque frío.
Efectos del sorbitol, NaCl y glutamato de sodio en la capacidad de supervivencia de Lactobacillus delbruekii subsp. bulgaricus durante los procesos de liofilización
En 2017, se realizó un estudio para ver los efectos de seis sustancias diferentes en el crecimiento y secado por congelación de Lactobacillus. El uso de Lactobacillus como cultivos iniciadores para la industria láctea depende del número de células viables y activas. Actualmente, el método preferido para conservar las células bacterianas es la liofilización; sin embargo, esto también provoca la muerte de algunas cepas. Esto se debe a diversas complicaciones de la liofilización, incluida la formación de cristales de hielo, la pérdida de fluidez de la membrana y la desnaturalización de macromoléculas importantes. Independientemente, la liofilización se ha utilizado durante décadas en la investigación microbiológica como una forma de almacenar y estabilizar cultivos. Se probaron seis sustancias, que eran NaCl, sorbitol, manitol, manosa, glutamato de sodio y betaína, para determinar si tenían algún efecto sobre la capacidad de supervivencia de las células después de la liofilización. Tres de las seis sustancias añadidas tuvieron un efecto positivo en el crecimiento y liofilización de Lactobacillus, siendo NaCl, sorbitol y glutamato de sodio. Los resultados sugieren que estas sustancias tienen efectos protectores sobre Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus en pequeñas concentraciones, pero tiene poco efecto o incluso algunos efectos nocivos en concentraciones más altas. Las concentraciones óptimas de sorbitol, NaCl y glutamato de sodio para los efectos protectores deseados fueron 0,15 %, 0,6 % y 0,09 %, respectivamente. Se demostró que esto aumenta drásticamente la viabilidad celular.
Inmunoterapia para el cáncer
Según Helen Nauts del Instituto de Investigación del Cáncer, en una monografía que revisa los efectos de las infecciones bacterianas en múltiples tipos de cáncer, Ivan Bogdanov, un médico búlgaro, supuestamente produjo una vacuna que consiste en lactobacillus bulgaricus y la usó para tratar a dos pacientes con mieloma, que indujo la remisión en los dos casos, uno murió 18 meses después debido a la influenza y otro vivió 45 meses (la mediana de supervivencia en ese momento era de aproximadamente 12 a 18 meses). Sin embargo, las referencias son documentos internos y conversaciones entre hospitales; no hay mención en la literatura médica inglesa. Un artículo de un sitio comercial y un supuesto documental están disponibles (en búlgaro).