Identificación taxonómica y clonal de bacterias acéticas, y estudio del efecto de la nisina frente a biofilms de bacterias enológicas stars

Resumen

La comunidad de microorganismos implicados en los procesos de elaboración del vino y del vinagre es muy diversa, compleja y poco caracterizada, siendo precisamente esos microorganismos los responsables de las fermentaciones, es decir, de las transformaciones del zumo de uva en vino y de éste en vinagre. Durante estas fermentaciones, los microorganismos producen numerosos cambios en la composición, color y en los atributos organolépticos que finalmente marcarán la calidad del producto. Las bacterias lácticas (BL) y las bacterias acéticas (BA) son las dos familias bacterianas implicadas en estas transformaciones del contexto enológico. Los objetivos generales de esta tesis son: a) la caracterización a nivel taxonómico y clonal de BA responsables de la fermentación acética de distintos vinagres industriales elaborados por el método sumergido, y b) estudiar la posibilidad del empleo de la bacteriocina nisina en la elaboración y control microbiológico del vino y como agente contra la formación de biofilms bacterianos no deseados en el ámbito de la bodega. En esta tesis se han desarrollado y puesto a punto metodologías basadas en el análisis del DNA para la identificación taxonómica y clonal de BA aisladas de muestras en plena fermentación acética de vinagres de vinos, sidras y alcohol etílico. Asimismo, se ha puesto a punto el método de microscopía de fluorescencia para la cuantificación de BA en muestras de vinagres y de BL en muestras de vinos, resultando ser un método rápido y eficaz. Respecto a la identificación clonal, los resultados obtenidos mostraron que el método de análisis de restricción del DNA genómico con la enzima SpeI y la electroforesis de campos pulsados es el método adecuado para estudiar cepas de BA, mientras que el método rápido ERIC-PCR es un método apropiado para el seguimiento de una cepa específica de BA previamente caracterizada y que se desee seguir su implantación en un proceso de acetificación. Se identificaron de las muestras de vinagres un total de 43 nuevos clones de BA que pasaron a formar parte de la colección de la Universidad de La Rioja de cepas bacterianas autóctonas responsables de fermentaciones, destacando dos clones G. europaeus que podrían constituir excelentes candidatos para la selección de cultivos iniciadores para la elaboración de vinagre. A partir de la BL con el estatus QPS (qualified presumption of safety) de la EFSA, Lactococcus lactis LM29, se consiguió un extracto que inhibía el crecimiento del 83,5 % de las BL enológicas y que contenía 60 % mosto de uva blanca y 200 ?g/ml equivalentes de nisina. En esta concentración la nisina impidió la formación de biofilms de BL enológicas que presentaban esa capacidad alterante de los vinos y contaminante. Asimismo se estudió el metabolismo aminoacídico de L. lactis en presencia de etanol y se comprobó que esta BL utiliza la vía ADI (arginina deiminasa) de degradación de la arginina como mecanismo de respuesta a la presencia del etanol, generando ornitina y el ion amonio, si bien no generó en presencia ni en ausencia de etanol en el medio de cultivo ninguna de las aminas biógenas: agmatina, espermidina, feniletilamina, histamina, ni putrescina. Estos resultados indican que la nisina puede inhibir posibles BL contaminantes del vino y en las concentraciones adecuadas puede impedir la formación de biofilms indeseados, constituyendo por tanto una herramienta útil para el control microbiológico de los vinos y podría ayudar a la disminución de los niveles de sulfitos que actualmente se utilizan para la elaboración del vino.