Articulo de bacteriocina

Revista Venezolana de Ciencia y Tecnología de Alimentos. 1 (2): 193-209. Julio-Diciembre, 2010
http://www.rvcta.org
ISSN: 2218-4384 (versión en línea)
© Asociación RVCTA, 2010. RIF: J-29910863-4. Depósito Legal: ppi201002CA3536.
Artículo
Evaluación de la producción de bacteriocinas a partir de
Lactobacilos y Bifidobacterias
Evaluation of bacteriocins production from Lactobacillus and Bifidobacterium
Diana Jaramillo Giraldo1
*, Adelina del Pilar Meléndez2
, Oscar Fernando Sánchez Medina1
1
Universidad de Los Andes, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química.
Carrera 1 Este, Nº 19A-40, Edificio Mario Laserna, Bogotá D. C., Colombia.
2
Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias, Departamento de Farmacia.
Carrera 45, Nº 26-85, Edificio Uriel Gutierréz, Bogotá D. C., Colombia.
*Autora para correspondencia: dianajaramillo86@gmail.com
Aceptado 24-Diciembre-2010
Resumen
El objetivo de este estudio fue utilizar un grupo de bacterias ácido lácticas aisladas de ensilaje
para encontrar, entre ellas, aquella (s) que produzca (n) bacteriocinas con actividad
antimicrobiana eficiente frente a microorganismos Gram (+) como Bacillus sphaericus y Bacillus
cereus y Gram (-) como Pseudomonas aeruginosa y Pseudomonas putida. Para esto se identificaron
las bacterias potenciales y se cultivaron en medios de cultivo enriquecido con fructooligosacáridos
para obtener la sustancia antimicrobiana. Se evaluó su actividad antimicrobiana mediante técnicas de
difusión en gel y mediante curvas de crecimiento en medio líquido. Las bacterias estudiadas se
caracterizaron como Lactobacillus plantarum, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus helveticus y una
cepa comercial de Bifidobacterium infantis utilizando pruebas bioquímicas y los sistemas multiprueba
API® 50CH y API® 20A. Se encontró que la adición de fructooligosacáridos a la producción de
bacteriocinas aumentó la potencia de la sustancia producida al igual que la velocidad de crecimiento en
la fase exponencial del microorganismo. La actividad antimicrobiana fue muy prometedora
principalmente contra las pseudomonas y esta sustancia puede ser utilizada como posible conservante
de alimentos.
RVCTA

194 Rev. Venez. Cienc. Tecnol. Aliment. 1(2):193-209.
Palabras claves: actividad antimicrobiana, bacterias ácido lácticas, fructooligosacáridos, producción
de bacteriocinas.
Abstract
The aim of this study was to use a group of lactic acid bacteria isolated from silage isolation to
find those which produce bacteriocins with effective antimicrobial activity against Gram (+) bacteria
like Bacillus sphaericus and Bacillus cereus and Gram (-) bacteria like Pseudomonas aeruginosa and
Pseudomonas putida. For this, the bacteria were identified and cultivated in their growing media
enriched with fructooligosaccharides to produce the antimicrobial substance. These were
subsequently characterized and its antimicrobial activity was evaluated using gel diffusion and by
growth curves in liquid medium. The bacteria were characterized as Lactobacillus plantarum,
Lactobacillus pentosus, Lactobacillus helveticus and Bifidobacterium infantis using biochemical tests
and the API® 50CH and API® 20A systems. It was found that the addition of fructooligosaccharides
to the production of bacteriocins increases the potency of the substance as well as the growth rate in the
exponential phase of the microorganism. The antimicrobial activity was very promising mainly
against pseudomonas and could be used as a conservation method for food.
Key words: antimicrobial activity, bacteriocins production, fructooligosaccharides, lactic acid
bacteria.
INTRODUCCIÓN
Desde hace varios años en países de
Europa y en Estados Unidos está prohibida la
producción de alimentos que contengan
antibióticos debido a que en el consumidor final
puede generarse resistencia a esos antibióticos y
estaría más propenso a enfermedades
bacterianas. Adicionalmente, la utilización de
antibióticos destruye no solo las bacterias
perjudiciales sino también las bacterias que
forman parte de la microflora normal y que
intervienen en el proceso de digestión de los
alimentos, además de proteger al organismo
contra infecciones futuras (Muñoz-Rojas,
2004). Por estas razones, es necesario encontrar
sustancias que cumplan con la función
antibiótica pero que no afecten las funciones
regulares del organismo.
Estudios realizados con bacterias
lácticas han demostrado que producen
sustancias con actividad antimicrobiana
denominadas bacteriocinas, y son empleadas en
la industria alimenticia para neutralizar agentes
contaminantes de alimentos, potencialmente
patógenos para el hombre, sin modificar las
propiedades del alimento (Cleveland et al.,
2001).
Las bacteriocinas, son derivados del
metabolismo principalmente de algunas
bacterias ácido lácticas (BAL), con función
antimicrobiana, de naturaleza peptídica,
sintetizadas ribosomalmente y que afectan a
bacterias relacionadas con las que las producen
(de la Fuente-Salcido et al., 2008). Se ha
comprobado que pueden actuar sobre bacterias
patógenas, especialmente en Gram positivas
y en algunas Gram negativas (Cleveland et al.,
2001). Las bacteriocinas han sido encontradas en
casi todas las especies bacterianas acido
lácticas examinadas hasta la fecha, y aún
dentro de una especie podrían ser producidas
diferentes tipos de bacteriocinas (Muñoz-Rojas,
2004). La producción de bacteriocinas genera
una ventaja importante para el productor ya que
si esta se encuentra en cantidades suficientes,

puede inhibir y hasta causar la muerte a
bacterias que compiten por la misma fuente de
nutrientes, resultando de gran utilidad en la
industria alimentaria.
Dentro de las bacteriocinas producidas
por las bacterias lácticas se pueden distinguir 2
grandes grupos a este respecto: i) aquellas que
son activas frente a cepas o especies
relacionadas (lactococinas A, B, M y G,
lactacina B y helveticina J, entre otras) y ii) las
que inhiben a un grupo mucho más amplio de
microorganismos, entre los que se incluyen
patógenos y alterantes de alimentos Gram
positivos (nisina, pediocinas y lactacina F, entre
otras) (Klaenhammer, 1988). Dentro de este
último grupo, la nisina A, producida por
Lactococcus lactis, fue el primer lantibiótico
conocido (Gross y Morell, 1971), producida
comercialmente bajo el nombre NisaplinTM.
La pediocina PA-1 es comercialmente
producida por Pediococcus acidilactici bajo el
nombre ALTATM 2431 (Deegan et al., 2006).
Los procesos de separación y
purificación dependen del medio utilizado para
la producción, y del microorganismo utilizado.
La estabilidad de las bacteriocinas disminuye a
medida que aumenta su purificación. Así, la
adición de sero-albúmina bovina protege de la
pérdida excesiva de actividad experimentada
por algunas bacteriocinas durante su
purificación (Dos Santos-Moreira, 1993).
En general, el modo de acción de una
sustancia inhibitoria frente a alguna célula
puede ser de tres tipos; bacteriolítico,
bacteriostático o bacteriocida. El primero
implica la muerte celular seguida de lisis,
representado por la disminución de la
Absorbancia. El segundo no produce muerte
celular pero detiene el crecimiento, por lo cual,
sin muerte celular el conteo de colonias y la
Absorbancia se mantienen constantes. Y
finalmente el bactericida produce muerte celular
que se manifiesta por la disminución de colonias
pero sin lisis y por consiguiente la Absorbancia
se mantiene constante (Núñez et al., 2002).
El mecanismo de acción propuesto para
Jaramillo-Giraldo, Diana et al. 195
las bacteriocinas es una unión inicial a la
membrana bacteriana por atracción
electrostática entre los lípidos cargados
negativamente y las bacteriocinas con su carga
neta positiva localizada fundamentalmente en
uno de los extremos. Luego se produce la
inserción de la bacteriocina en la bicapa
lipídica, en el caso de la nisina esta inserción se
realiza por su extremo N-terminal. Así se forman
poros en la membrana, la cual queda
permeabilizada, la célula empieza a perder iones
y metabolitos fundamentales para su
supervivencia y eventualmente se produce la
muerte de la bacteria (Ruiz-Larrea et al., 2007).
Las bacteriocinas son producidas por
organismos probióticos. Estos microorganismos
estimulan la funcionalidad protectora del sistema
digestivo. Los estudios más recientes ponen de
manifiesto que el uso de probióticos ayuda a
prevenir y curar muchas enfermedades
gastrointestinales, como las diarreas infecciosas y
determinados cánceres de ciego y recto (Deegan
et al., 2006; Quiles-Sotillo y Hevia-Méndez,
2006). Los probióticos más empleados son las
bacterias capaces de producir ácido láctico,
como Lactobacillus acidophilus, L. casei, L.
bulgaricus, L. reuterii, L. rhamnosus,
Bifidobacterium breve, B. longum, B. infantis,
B. animalis, Streptococcus salivarius subespecie
thermophilus y Saccharomyces boulardii
(Sierra-Salinas, 2007). Los lactobacilos son
bacterias Gram positivas, anaeróbicas o
aeróbicas facultativas, que aparecen en grandes
cantidades en la mayor parte del tracto
gastrointestinal. Se ubican generalmente en
lugares donde hay gran variedad de sustancias
ricas en carbohidratos disponibles (Ortiz, 2007).
Su utilización como probióticos viene dada, por
su influencia sobre la microflora intestinal y su
antagonismo con las bacterias patógenas
(Hartemink et al., 1997). Entre tanto las
bifidobacterias son bacterias anaeróbicas Gram
positivas, que habitan principalmente en el
intestino delgado, habitantes normales del tracto
gastrointestinal tanto del hombre, como de los
animales. Son bacilos o cocos no mótiles,

196
anaerobios estrictos, con formas que dependen
de la especie a la que pertenezcan. Representan
uno de los mayores grupos de bacterias
intestinales y se utilizan principalmente como
flora probiótica en productos lácteos (Hartemink
et al., 1997).
Diferentes estudios han demostrado que
el empleo de prebióticos favorece el
crecimiento de la población probiótica en el
tracto digestivo. Los prebióticos son
ingredientes principalmente de origen vegetal
como el trigo, cebolla, ajo, durazno, entre otros.
Estos no son digeribles y producen efectos
beneficiosos estimulando selectivamente el
crecimiento y/o actividad de uno o más tipos de
bacterias en el colon. Son fundamentalmente
fructooligosacáridos (FOS) y galactooligo-
sacáridos (GOS), como la inulina y la
oligofructosa, clasificadas como fibra dietética.
La mayoría de los prebióticos son de bajo peso
molecular exceptuando la inulina, esto es de
suponerse debido a que entre mayor tamaño
tenga el oligosacárido, menor será la
fermentación y la adsorción del prebiótico en el
colon (Manning y Gibson, 2004).
Teniendo en cuenta su potencial de
bioconservantes o preservativos naturales,
específicos en productos lácteos fermentados o
en otros alimentos, se evaluó la producción de
bacteriocinas de un grupo seleccionado de
bacterias acido-lácticas de los géneros
Lactobacillus y Bifidobacterium. Se
caracterizaron los microorganismos
seleccionados mediante pruebas bioquímicas y
se indujo la producción de bacteriocinas
evaluando su actividad. Igualmente se determinó
el efecto de la fuente de carbono (glucosa o
FOS) en la producción de estas sustancias
antimicrobianas y la potencia de estas frente a
microorganismos Gram (+) y Gram (–).
MATERIALES Y MÉTODOS
Activación, caracterización e identifi-
cación de microorganismos
Las cepas de Lactobacillus, aislados
nativos de ensilaje y Bifidobacterium, cultivo
comercial, fueron donadas por el Laboratorio
de Microbiología del Departamento de Farmacia
de la Universidad Nacional de Colombia, sede
Bogotá. Los aislados fueron identificados como
Lactobacillus sp. L1, L. sp. L2, L. sp. L3, L. sp.
L4 y Bifidobacterium sp. B1.
Las cepas se activaron en leche
descremada preparada al 12 % de sólidos a 37
°C. El segundo repique se realizó al 1 % del
cultivo del primer repique y se incubó a 45 °C a
fin de favorecer el crecimiento del Lactobacillus
y no de otro tipo de microorganismo. Se
realizaron cultivos en agar de Man, Rogosa y
Sharpe (MRS) para Lactobacilli y se incubaron
en cámara de anaerobiosis (Oxoid Ltd, United
Kingdom) con el fin de aislar y purificar las
bacterias. Se variaron las condiciones de
incubación como temperatura y anaerobiosis
para favorecer el crecimiento únicamente de
lactobacilos y bifidobacterias.
Para la identificación de cada cepa se
realizaron pruebas morfológicas (tinción de
Gram, forma bacteriana, movilidad)
fisiológicas (crecimiento a 15, 37 y 45 °C,
tolerancia al NaCl (7 y 10 %) y a pH ácido
(3,9)) y bioquímicas (catalasa, Voges-Proskauer
y oxidación-fermentación de glucosa).
Finalmente se corroboraron los resultados
utilizando el sistema multiprueba API® 50
CHL (bioMérieux, Francia) para L. sp. L1 y
API® 20A (bioMérieux, Francia) para L. sp.
L2, L. sp. L3 y B. sp. B1.
Producción de bacteriocinas
Previamente a la producción de las
bacteriocinas se realizaron las curvas de
crecimiento en función de la Absorbancia para
cada uno de los lactobacilos y bifidobacterias
con los que se trabajó. Para las bacterias
lácticas las curvas se realizaron tanto en
anaerobiosis como en aerobiosis ya que estas
bacterias son anaerobias facultativas pero se
concluyó que su crecimiento se veía favorecido
por la anaerobiosis, así que todos los
procedimientos siguientes se realizaron de esta
manera en un equipo como el que se presenta
en la Fig. 1.

Figura 1.- Matraz Erlenmeyer para
anaerobiosis.
La producción de las bacteriocinas se
realizó en caldo MRS inoculado con 5 mL del
respectivo microorganismo de Absorbancia
aproximadamente de 1,0 (Ortiz, 2007). Para
evaluar el efecto de la presencia de prebióticos
en la producción de bacteriocinas, el medio se
enriqueció con FOS en un 1,2 % p/v.
De igual forma se evaluó el efecto de la
etapa de crecimiento del microorganismo sobre
la producción de la bacteriocinas, para lo cual
se fijaron como puntos de obtención del
extracto crudo enzimático un punto intermedio
de la fase exponencial y la etapa final de la fase
estacionaria (Fig. 2). En todos los casos el
cultivo se llevó a cabo en medio MRS a 37 °C,
150 rpm y pH 6,4 ± 0,2.
Tratamiento del extracto crudo
enzimático
A partir de los cultivos realizados se
llevó a cabo la centrifugación y filtración por
membrana de 0,22 µm de cada uno de los
cultivos probióticos, para extraer las sustancias
bactericidas y realizar pruebas de actividad.
Figura 2.- Muestras de bacteriocina por cada
BAL.
Evaluación de la actividad
antimicrobiana
La evaluación de la actividad
antimicrobiana se realizó sobre microorganismos
Gram (+), Bacillus cereus y Bacillus sphaericus
y Gram (-), Pseudomonas aeruginosa y
Pseudomonas putida. Estos microorganismos
se caracterizaron mediante curva de
crecimiento. Para evaluar la actividad
antimicrobiana se realizaron dos tipos de pruebas
diferentes, una prueba de crecimiento en medio
líquido y la prueba de difusión en gel que es en
medio sólido.
La prueba de actividad en medio líquido
se realizó para cada microorganismo con cada
una de las muestras de bacteriocinas producidas
(16 muestras) además de dos muestras de nisina
a 200 ppm y 500 ppm como control positivo.
Esta prueba consistió en crecer en 90 mL de
medio de cultivo Luria-Bertani (LB) para
Pseudomonas y Bacillus cereus o de medio
Standard Plate Count (SPC) para Bacillus
sphaericus durante aproximadamente 12 h,
tiempo en el cual el microorganismo se encon-

198
traba en crecimiento en fase exponencial, y se
adicionó 10 mL del extracto crudo enzimático
obtenido durante el crecimiento de los
microorganismos productores de bacteriocinas.
Esteprocedimiento se realizó por duplicado para
cada microorganismo. El monitoreo de la
evolución del crecimiento de los
microorganismos con las bacteriocinas
ensayadas se realizó mediante mediciones de
Absorbancia a 600 nm, contra blanco de
medio de cultivo con bacteriocina (Núñez et al.,
2002), con el fin de descartar el efecto de
dilución en el medio de cultivo de los
microorganismos de ensayo (Pseudomonas y
Bacillus) causado por la adición del extracto
enzimático, un ensayo como blanco se realizó
adicionando 10 mL de agua, realizando el
monitoreo de la Absorbancia durante el tiempo
de los ensayos.
En la prueba de difusión en gel, la
preparación del agar se realizó usando 100 μL
de cultivo por cada 30 mL de caldo
correspondiente a cada microorganismo. Las
cajas se prepararon usando este agar y haciendo
pozos de 0,8 cm de diámetro aproximadamente
en forma equidistante. Cuando se solidificó el
agar se agregó 100 μL de la bacteriocina
correspondiente a la prueba en cada uno de los
pozos, y en el pozo del centro se colocó una
solución de nisina 1000 ppm como control
positivo. Las cajas se incubaron toda una noche
en nevera a 4 °C para permitir la difusión de la
muestra y luego durante 24 h a temperatura
óptima del microorganismo correspondiente
para evaluar los halos de crecimiento formados.
Esta prueba solo se realizó para cada par de
microorganismos con la muestra de
bacteriocina en la que mejores resultados se
obtuvieron en medio líquido y también entre las
bacterias lácticas para ver si existía algún tipo
de inhibición entre ellas (de la Fuente-Salcido
et al., 2008).
Para evaluar el efecto de la cantidad del
FOS en la actividad antimicrobiana se
seleccionó la bacteria láctica cuya bacteriocina
presentó el mejor efecto contra los microorga-
nismos evaluados. Esta bacteria se creció en
medio MRS enriquecido con FOS al 5 % para
poder comparar los resultados con los obtenidos
al enriquecer el medio al 1,2 %.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Activación, caracterización e identificación
de microorganismos
A las 24 horas de incubación a 37° C de
las cepas seleccionadas se encontró una cuajada
debido a la coagulación de la proteína de la
leche por acción del ácido láctico producido por
las bacterias. Demostrando de hecho la
actividad de las cepas seleccionadas para el
estudio (González-Villarreal, 2002).
Inicialmente se analizaron los cultivos y
se presenciaron otro tipo de microorganismos
diferentes pero mediante más repiques fue
posible purificar las cepas. Estudiando la
morfología de las cepas con tinción de Gram, se
encontró que L. sp. L1 son bacilos largos,
mientras que L. sp. L2 son bacilos largos
circulares; no poseen esporas ni flagelos y son
microorganismos no mótiles. Finalmente, la
Bifidobacterium sp. B1 mostró una estructura
bacilar, siendo microorganismos más cortos y
más redondos que los anteriores (Fig. 3).
Figura 3.- Microscopia de las cepas.

El primer paso de la caracterización de
las cepas se basa en establecer o comprobar a
que género pertenecen estas, para ello se siguió
el proceso establecido por MacFaddin
(1980).
Mediante las pruebas realizadas
(Cuadro 1) y lo publicado por MacFaddin
(1980) se pudo concluir que las cepas
pertenecen al género de bacterias lácticas y
Lactobacillus spp.
Cuadro 1.- Caracterización de las cepas.
Características L1 L2 L3 B1
Morfología Bacilos Bacilos Bacilos Bacilos cortos
Motilidad (-) (-) (-) (-)
Flagelos (-) (-) (-) (-)
Pigmentación colonias (+) (+) (+) (+)
Tinción de Gram Morado Morado Morado Morado
El Cuadro 2 presentan las pruebas
bioquímicas realizadas a las cepas para su
identificación. Mediante el manual Bergeys’s
(Garrity et al., 2001; Garrity et al., 2005) se
estimó a que especie correspondía cada cepa.
La mayoría de estas pruebas se realizaron para
conocer el comportamiento de crecimiento de la
cepa exceptuando la prueba de Voges-
Proskauer la cual permite determinar si la bac-
teria problema sigue la vía de la fermentación
butanodiólica para la conversión del ácido
pirúvico, produciendo mayoritariamente
productos neutros como resultado del proceso
de fermentación; el resultado negativo obtenido
en esta prueba para todas las cepas mostró que
las bacterias realizan la fermentación por una
vía diferente pues estas bacterias producen más
de un ácido durante su crecimiento.
Cuadro 2.- Pruebas fisiológicas y bioquímicas.
Prueba L1 L2 L3 B1
Catalasa (-) (-) (-) (-)
Crecimiento a 15 ºC (+) (+) (-) (-)
Crecimiento a 45 ºC (+) (-) (+) (-)
Tolerancia al NaCl 7 % (+) (+) (+) (+)
Tolerancia al NaCl 10 % (+) (+) (+) (+)
Tolerancia a pH 3,9 (+) (+) (+) (+)
Oxidación o fermentación de glucosa Fermentación Fermentación Ninguna Oxidación
Voges-Proskauer (-) (-) (-) (-)
Para poder obtener un resultado más
específico se realizaron las pruebas API. API®
50 CHL es un sistema multiprueba
especializado para caracterizar Lactobacillus,
razón por la cual la codificación de esta prueba
permitió identificar a L. sp. L1 como
Lactobacillus pentosus sp. Por otro lado el
sistema API® 20A es un sistema de fermenta-

200
ción de carbohidratos, es decir que muestra si
las diferentes cepas son capaces de fermentar
ciertos carbohidratos. Los resultados obtenidos
al ser contrastados con lo indicado el manual
Bergey’s (Garrity et al., 2001; Garrity et al.,
2005) permitieron identificar a las cepas L. sp.
L2 y L3 como Lactobacillus plantarum sp. y
Lactobacillus helveticus, respectivamente, y a
B1 como Bifidobacterium infantis.
Producción y purificación de bacteriocinas
Al realizar las curvas de crecimiento de
las BAL se pudo ver que la adición de FOS
aunque no aceleraba el crecimiento, ya que las
curvas eran muy parecidas; permitió notar que
la fase exponencial se vio retrasada pero en
algunos casos se alcanzaron mayores valores en
la fase estacionaria (Fig. 4).
Evaluación de actividad de las bacteriocinas
Actividad antimicrobiana de la nisina
Es importante ver el efecto de la nisina
sobre el crecimiento de estos microorganismos
ya que como se dijo anteriormente este sería el
control positivo de las pruebas.
Como se puede apreciar en la Fig. 5,
existe una clara diferencia entre la acción de la
nisina sobre las pseudomonas y sobre los
Bacillus, el efecto que ejerció en las
pseudomonas fue de disminuir la Absorbancia y
mantenerla relativamente constante, lo cual se
traduce en un efecto bactericida o
bacteriostático, no se pudo saber a ciencia cierta
cual efecto debido a que no se realizó conteo
celular durante el crecimiento; por otro lado, el
efecto que se observa en los Bacillus fue
disminución de la Absorbancia inmediatamente
a la adición de la bacteriocina pero con el
tiempo, ésta comenzó a incrementarse
nuevamente, lo cual, después se comprobó, fue
efecto de la dilución de la muestra, y para
obtener efecto antimicrobiano con los Bacillus
debió trabajarse con una solución de nisina más
concentrada, lo cual se hizo para las pruebas de
difusión en gel.
uA: unidades de Absorbancia (adimensional) medidas a 600 nm.
Figura 4.- Curvas de crecimiento de BAL con FOS y sin FOS.

Figura 5.- Evaluación de actividad de nisina con Pseudomonas y Bacillus.
Actividad antimicrobiana de
bacteriocinas en medio líquido
Luego de realizar las pruebas de
actividad contra las Pseudomonas y Bacillus
escogidos fue posible ver que para todas las
bacterias lácticas, la bacteriocina con mejores
efectos antimicrobianos fue aquella que se
produjo en la fase estacionaria (muestra #2),
como se aprecia en el Cuadro 3, donde se ve la
diferencia promedio entre la Absorbancia del
control y la de la respectiva muestra.
Con respecto al enriquecimiento del
medio de cultivo con FOS, se observó que para
los Lactobacillus en general, este favorece la
actividad antimicrobiana de la bacteriocina
producida debido al aumento en la tasa de cre-
cimiento del microorganismo como a la
actividad de la bacteriocina producida, mientras
que para la bifidobacteria en casi todos los
casos la actividad antimicrobiana más eficiente
fue lograda con el extracto enzimático crudo
obtenido sin adición de FOS (Cuadro 3).
Con respecto a la bacteriocinas
producida por L. plantarum, se puede decir que
esta no fue tan potente y efectiva contra los
microorganismos ensayados, ya que esta
produjo un efecto oscilante en la Absorbancia
como se observa en la Fig. 6, lo cual pudo
deberse a su poca actividad. Las bacteriocinas
de L. plantarum, ha sido demostrado, que son
efectivas en la inhibición de Lysteria
monocytogenes (Aguilar-Rivera y Vanegas-
López, 2007).

202
Cuadro 3.- Diferencia promedio de Absorbancias.
L. helveticus
FOS#1 FOS#2 Sin FOS#1 Sin FOS#2
B. sphaericus 0,20014 0,22314 0,08200 0,14357
B. cereus 0,10744 0,26056 0,22467 0,33033
P. aeruginosa 0,07822 0,19611 0,08067 0,14467
P. putida 0,05425 0,20050 0,07325 0,17888
B. infantis
B. sphaericus 0,04960 0,17050 0,02800 0,07325
B. cereus 0,15467 0,18544 0,19167 0,22422
P. aeruginosa 0,13878 0,15522 0,00889 0,18478
P. putida 0,71111 0,41167 0,11333 0,50833
L. plantarum
B. sphaericus 0,12329 0,25943 0,11200 0,17129
B. cereus 0,12225 0,17538 0,14525 0,18650
P. aeruginosa 0,17263 0,22013 0,07863 0,16563
P. putida 0,21529 0,61171 0,22671 0,52400
L. pentosus
B. sphaericus 0,04814 0,18923 0,07843 0,14000
B. cereus 0,06563 0,48875 0,30138 0,06900
P. aeruginosa 0,20988 0,27975 0,18175 0,31213
P. putida 0,24513 0,54263 0,22763 0,57325

Figura 6.- Pruebas de actividad en medio líquido de la bacteriocina producida L. plantarum
contra pseudomonas y bacilos.
L. pentosus por su parte produjo un
efecto diferente, ya que como se observa en la
Fig. 7 éste disminuye la Absorbancia y la
mantiene constante en valores inferiores a los
del control. Este efecto es más deseado y
refleja mayor potencia de la bacteriocina
producida. Este efecto se conoce como
bacteriostático el cual consiste en inhibir el
crecimiento del microorganismo y por lo tanto
mantener la Absorbancia de la muestra
constante.
El efecto que produjo la bacteriocinas
de L. helveticus fue similar al de L. pentosus
como se observa en la Fig. 8; siendo la mas
potente de todas ya que presentó efecto
bacteriostático contra todos los
microorganismos y la diferencia de
Absorbancia que ocasiona entre el control y
los ensayos es significativamente mayor a los
obtenidos con los otros BAL. Topisirovic et al.
(2006) estudiaron el efecto antimicrobiano de
algunas bacteriocinas producidas por diversas
cepas de BAL, entre ellas, L. helveticus contra
B. cereus, obteniendo el mismo resultado.
La sustancia producida por
Bifidobacterium infantis produjo una tendencia
diferente a las anteriores, ya que en casi todos
los casos las curvas suben y vuelven a bajar
como se observa en la Fig. 9, lo cual representa
posiblemente un efecto bacteriolítico, es decir
que la sustancia genera lisis celular y por lo
tanto la Absorbancia comienza a disminuir
significativamente.

204
uA: unidades de Absorbancia (adimensional)
medidas a 600 nm.
Figura 7.- Pruebas de actividad en medio líquido de
la bacteriocina producida L. pentosus contra
pseudomonas y bacilos.
medidas a 600 nm.
la bacteriocina producida L. helveticus contra
medidas a 600 nm.
la bacteriocina producida B. infantis contra
Con relación a L. helveticus la mayor
diferencia de Absorbancia con respecto al
control se encontró con la Pseudomonas
aeruginosa razón por la cual se puede decir
que esta bacteriocina fue más efectiva contra
esta especie que contra los otros microorganismos
evaluados. Para este caso se puede ver en la Fig.
10 que la Absorbancia tiende a aumentar
nuevamente sin mantenerse constante, razón por
la cual se pudo afirmar que esta sustancia no tuvo
efecto bacteriostático o bactericida frente a este
microorganismo.
Por otro lado, el mejor efecto obtenido
con Lactobacillus plantarum, Lactobacillus
pentosus y Bifidobacterium infantis se obtuvo
contra Pseudomonas putida pues se ve un claro
efecto bacteriostático al disminuir la
Absorbancia y mantenerla constante (Fig. 11).

medidas a 600 nm.
Figura 10.- Mejores resultados obtenidos por L.
helveticus en la prueba de actividad en medio
líquido contra pseudomonas y bacilos.
Hasta el momento en la literatura se han
presentado varias bacteriocinas diferentes
producidas por estas bacterias. Para poder
identificar cuales fueron las obtenidas en este
trabajo debió hacerse un estudio de ADN y
pruebas más detalladas de las sustancias
obtenidas, razón por la cual, no fue posible
saber que bacteriocinas fueron obtenidas.
Actividad antimicrobiana de
bacteriocinas en medio sólido. Prueba de
difusión en gel
Las muestras escogidas para realizar las
pruebas de actividad en medio sólido fueron
aquellas que mejores resultados mostraron en
las pruebas en medio líquido. Luego de 24
horas de incubadas las cajas, existían pocos
halos de inhibición; el más notable fue el
generado por la nisina, lo cual era esperado ya
que ésta es una sustancia comercial que se
encontraba en estado puro mientras que las
bacteriocinas producidas eran extracto crudo de
la fermentación. A pesar de esto se vio cierta
inhibición de crecimiento.
medidas a 600 nm.
Figura 11.- Mejores resultados obtenidos en la
prueba de actividad en medio líquido contra

206
Comparando los resultados del Cuadro
4 con los obtenidos en medio líquido, se puede
observar que existe concordancia entre estos, ya
que en medio líquido L. plantarum, L.
pentosus y B. infantis actúan mejor contra P.
putida resultado que se comprueba con la
prueba de difusión en gel; por otro lado
Lactobacillus helveticus fue muy efectivo con
P. aeruginosa lo cual también pudo observarse
en esta prueba.
Cuadro 4.- Resultados de pruebas de difusión en gel.
L. plantarum B. Cereus – P. putida
L. pentosus P. putida
L. helveticus P. aeruginosa
Bacteriocina de
B. infantis
Inhibió el crecimiento de
B. sphaericus – P. putida
Con relación a las pruebas entre las
bacterias lácticas no se observó ningún halo de
inhibición en las cajas. Al contrario, como se
observa en la Fig. 12, donde se supone que debe
haber halos, los pozos, son los lugares donde
más microorganismos crecieron. Esto debido
posiblemente a las células presentes de cada
microorganismo en su respectivo extracto.
Evaluación del efecto de la cantidad
de FOS
El efecto del enriquecimiento del medio
de cultivo con FOS sobre la producción de
bacteriocinas, se determinó mediante el efecto
causado sobre la Absorbancia de los diferentes
microorganismos evaluados. Los resultados
obtenidos en la Fig. 10 mostraron que la
bacteriocina más efectiva contra los
microorganismos estudiados fue la producida
por Lactobacillus helveticus, razón por la cual
se produjo su crecimiento en medio líquido
enriquecido con FOS al 5% y se evaluó la
actividad de la sustancia frente a Pseudomonas
aeruginosa ya que era la más inhibida por este
Lactobacillus. Se observó que el aumento de la
cantidad de FOS en la producción de las
bacteriocinas aumenta el poder bacteriostático
de la bacteriocina producida, y por lo tanto su
potencia aumenta ya que los resultados al 1,2 %
muestran que la Absorbancia tiende a volver
aumentar y con 5 % se mantiene constante (Fig.
13); adicionalmente la diferencia de
Absorbancia lograda fue mayor con un medio
enriquecido con FOS en un 5 % que con 1,2
% (Fig. 14).
Figura 12.- Prueba de inhibición
entre BAL.

medidas a 600 nm.
Figura 13.- Pruebas de actividad en medio líquido
de la bacteriocina producida L. helveticus con 5 %
FOS contra Pseudomonas aeruginosa.
medidas a 600 nm.
Figura 14.- Diferencia de Absorbancias en pruebas
de actividad en medio líquido de la bacteriocina
producida L. helveticus con 1,2 % y 5 % FOS contra
Pseudomonas aeruginosa.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Con las pruebas físicas y bioquímicas
que se realizaron a las cepas es posible concluir
que estas pertenecen al género Lactobacillus, ya
que todas cumplen con las características
principales de este género, tales como, forma
bacilar, ausencia de motilidad y de flagelos,
crecimiento óptimo anaeróbicamente y reacción
negativa a la catalasa, entre otras.
Con la utilización de sistemas más
complejos y exactos como el API 50® CH y el
API 20® A fue posible caracterizar
completamente las cepas teniendo en cuenta
principalmente su fermentación de
carbohidratos. Así es posible concluir que las
cepas L. sp. L1, L2, L3 y B. sp. B1
corresponden a Lactobacillus pentosus,
Lactobacillus plantarum, Lactobacillus
helveticus y Bifidobacterium infantis,
respectivamente.
Con el fin de homologar un poco el
proceso de producción de las bacteriocinas estas
se produjeron a las mismas condiciones de
temperatura 37 °C , agitación 150 rpm y de pH
el del caldo MRS ya que todas las bacterias
crecieron en estas condiciones pero hay que
tener en cuenta que las condiciones óptimas
para la producción de bacteriocinas dependen de
cada microorganismo en especial, de manera que
podrían haber mejores condiciones para la
producción de la cada una de las bacteriocinas y
es algo que debe estudiarse a futuro.
Aunque los FOS no aceleraron el
crecimiento del microorganismo en tiempo, si
aumentó la velocidad de crecimiento en la fase
exponencial del microorganismo y la sustancia
bacteriocina que se produjo al usar FOS tuvo
mejores efectos al evaluar su actividad frente a
otro tipo de microorganismos. De igual manera
el aumento de FOS, aumentó la
bacteriostaticidad que la sustancia produce
sobre otros microorganismos.
En todos los casos y sobre todo los
microorganismos evaluados, la bacteriocinas
que tuvieron mayor efecto antimicrobiano sobre

208
otros microorganismos fueron la obtenida en la
fase estacionaria de crecimiento de la bacteria
láctica y la obtenida usando FOS para los
Lactobacillus y sin FOS para la bifidobacteria.
Los mejores resultados de actividad
antimicrobiana que se obtuvieron y los más
prometedores fueron de la bacteriocina
producida por Lactobacillus plantarum, L.
pentosus y B. infantis contra Pseudomonas
aeruginosa tanto en medio líquido como en la
prueba de difusión en gel.
Teniendo en cuenta que las bacterias
lácticas son microorganismos Gram positivos
teóricamente se esperaba que su mayor
actividad fuera contra microorganismo Gram
positivos por su semejanza membranal pero en
este caso los mejores resultados se obtuvieron
contra Pseudomonas los cuales son
microorganismos Gram negativos.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Aguilar-Rivera, Carolina y Vanegas-López,
María Consuelo. 2007. Inhibición de
Listeria monocytogenes contra bacterias
ácido lácticas productoras de
bacteriocinas. Revista Alimentos Hoy. Nº
12. http://www.acta.org.co/Pdf/Revista/IV
Premio/IV%20PREMIO%203%20PUEST
O.pdf
Cleveland, Jennifer; Montville, Thomas J.; Nes,
Ingolf F. and Chikindas, Michael L. 2001.
Bacteriocins: safe, natural antimicrobials
for food preservation. International Journal
of Food Microbiology. 71(1):1-20.
de la Fuente-Salcido, Norma Margarita;
Morales-Pérez, Gabriela; Alanís-Guzmán
María Guadalupe; Salcedo-Hernández,
Rubén y Barboza-Corona, J. Eleazar.
2008. Síntesis por inducción y actividad
antimicrobiana de bacteriocinas de B.
thuringensis. Revista Salud Pública y
Nutrición. Edición especial Nº 8.
http://www.respyn.uanl.mx/especiales/200
8/ee-08-2008/documentos/A047.pdf
Deegan, Lucy H.; Cotter, Paul D.; Hill,
Collin and Ross, Paul. 2006. Bacteriocins:
biological tools for bio-preservation and
shelf-life extension. International Dairy
Journal. 16(9):1058–1071.
Dos Santos-Moreira, Wagner Luis. 1993.
Aislamiento y caracterización parcial de
una bacteriocina producida por
peddiococcus sp. 347, de origen cárnico.
Tesis Doctoral. Departamento de
Nutrición y Bromatología III, Facultad de
Veterinaria, Universidad Complutense de
Madrid, Madrid, España.
Garrity, George M.; Boone, David R. and
Castenholz, Richard W. 2001. Bergey's
manual of systematic bacteriology.
Volume One: The Archaea and the deeply
branching and phototrophic bacteria. (2nd.
ed.). USA: Springer.
Garrity, George M.; Brenner, Don J.; Krieg,
Noel R. and Staley, James T. 2005.
Bergey's manual of systematic
bacteriology. Volume Two: The
proteobacteria. (2nd. ed.). USA: Springer.
González-Villarreal, Manuel. 2002. Tecnología
para la elaboración de queso amarillo,
cremas y mantequilla. SENACYT-
ampyme (Secretaría Nacional de Ciencia,
Tecnología e Innovación-Autoridad de la
Micro, Pequeña y Mediana Empresa).
Macaracas, Los Santos, República de
Panamá.
Gross, Erhard and Morell, John L. 1971.
Structure of nisin. Journal of the American
Chemical Society. 93(18): 4634-4635.
Hartemink, R.; Domenech, V.R. and Rombouts,
F.M. 1997. Lamwab-a new selective
medium for the isolation of lactobacilli
from faeces. Journal of Microbiological
Methods. 29(2):77-84.
Klaenhammer, Todd R. 1988. Bacteriocins of
lactic acid bacteria. Biochimie. 70(3):337-
349.
MacFaddin, Jean F. 1980. Pruebas
bioquímicas para la identificación de
bacterias de importancia clínica. Buenos
Aires, Argentina: Editorial Médica Pana-

mericana.
Manning, T.S. and Gibson, G.R. 2004.
Prebiotics. Best Practice & Research:
Clinical Gastroenterology. 18(2):287-298.
Muñoz-Rojas, Jesús. 2004. Bacteriocinas: una
estrategia de competencia microbiana
propuesta como alternativa de antibióticos
dirigidos para el futuro humano. Programa
de Ecología Molecular y Microbiana,
Centro de Investigación sobre Fijación de
Nitrógeno, Universidad Nacional
Autónoma de México, Cuernavaca,
Morelos, México.
Núñez, Griselda A.; Cayré, María, E.;
Castro, Marcela P. y Garro, Oscar A.
2002. Efectividad y modo de acción de
nisina sobre Lactobacillus fructivorans.
Comunicaciones Científicas y
Tecnológicas. Ciencias Exactas. E-004.
Universidad Nacional del Nordeste,
Argentina.http://www.unne.edu.ar/Web/cy
t/cyt/2002/cyt.htm
Ortiz, Libia Mercedes. 2007. Evaluación del
potencial de producción de bacteriocinas
de lactobacilos aislados de ensilaje contra
microorganismos patógenos. Tesis.
Universidad Nacional de Colombia,
Bogotá.
Quiles-Sotillo, Alberto y Hevia-Méndez,
María Luisa. 2006. Características de la
flora intestinal del lechón: efecto de los
probióticos. Producción Animal.
21(219):4-19.
Ruiz-Larrea, F.; Rojo-Bezares, B.; Sáenz, Y.;
Navarro, L.; Díez, L.; Zarazaga, M. y
Torres, C. 2007. Bacteriocinas para la
estabilización microbiológica y reducción
de la dosis de CO2. En International
Symposium Microbiology and Food
Safety of Wine “Microsafetywine”. 20-21
Noviembre. Vilafranca del Penedès,
Barcelona, España.
Sierra-Salinas, C. 2007. Alimentos funcionales:
probióticos y prebióticos (13). En Manual
práctico de Nutrición en pediatría. (pp.
185-194). Majadahonda, Madrid, España:
Ergon.
Topisirovic, Ljubisa; Kojic, Milan; Fira,
Djordje; Golic, Natasa; Strahinic, Ivana
and Lozo, Jelena. (2006). Potential of
lactic acid bacteria isolated from specific
natural niches in food production and
preservation. International Journal of Food
Microbiology. 112(3):230-235.

Articulo de bacteriocina

Más contenido relacionado

La actualidad más candente (20)

Destacado (20)

Similar a Articulo de bacteriocina (20)

Articulo de bacteriocina