Lactobacillum plantarum: qué es, características, morfología, aplicaciones
¿Qué es el Lactobacillus plantarum?
Lactobacillus plantarum es una bacteria en forma de varilla corta, gram positiva, catalasa negativa. También es heterofermentativa facultativa, aeróbica y anaeróbica facultativa. Se encuentran en muchos nichos ambientales y forma parte de la microbiota del tracto gastrointestinal de humanos y otros animales.
Pertenece al grupo de las Bacterias Ácido Lácticas (BAL). Este es un grupo funcional que comprende bacterias que producen ácido láctico como el principal producto metabólico de la fermentación de carbohidratos.
Además, tiene diversas aplicaciones, principalmente en la fermentación de alimentos para obtener productos como yogur, quesos, verduras y vegetales encurtidos, embutidos y ensilados, entre otros.
Características del Lactobacillum plantarum
– Lactobacillus plantarum es una bacteria gram positiva.
– No forma esporas.
– Es catalasa negativa.
– Es aerobia tolerante y anaeróbica facultativa. Es decir, puede desarrollarse en ambientes con poco oxígeno.
– Tiene un bajo contenido de G-C.
– Es capaz de crecer a un intervalo de temperaturas de entre 15 y 45 °C.
– Tolera valores de pH entre 4 y 9.
– Es capaz de producir ácido láctico por fermentación de la glucosa empleando una ruta metabólica denominada EMP. La fermentación de las hexosas por esta vía metabólica produce ácidos D- y L-lácticos.
– Fermenta en más del 90% al menos 10 tipos de carbohidratos, incluyendo manitol, ribosa y sacarosa. La arabinosa y la xilosa las fermenta entre un 11 y un 89%.
Taxonomía
Lactobacillus plantarum fue descrita por primera vez por Orla-Jennsen en 1919, denominándola Streptobacterium plantarum.
Posteriormente, Pederson (1936) la reubicó en el género Lactobacillus. Taxonómicamente, está ubicada en el phylum Firmicutes, clase Bacilli, orden Lactobacillales, y la familia Lactobacillaceae.
Funcionalmente, está incluida entre las Bacterias Ácido Lácticas (BAL) y es Generalmente Reconocida Como Segura (GRAS, por sus siglas en inglés). GRAS es una designación otorgada por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de los Estados Unidos de Norteamérica.
Dicho nombramiento se le otorga a las sustancias cuya adición a los alimentos es considera segura por los expertos. Las GRAS están exentas de la Ley Federal de Alimentos, Medicamentos y Cosméticos de ese país.
El género Lactobacillus está dividido en tres grupos (A, B y C). Lactobacillus plantarum está incluida en el grupo B.
Este grupo aloja especies heterofermentativas facultativas, capaces de producir ácido láctico por fermentación de la glucosa. Adicionalmente, pertenece a un complejo de especies que lleva su nombre y que contiene a otras cuatro especies.
Morfología
Lactobacillus plantarum es un microorganismo en forma de varilla, con extremos redondeados. Tiene una longitud de aproximadamente 0,9 a 1,2 μm de ancho por 1,0 a 8,0 μm de largo. Puede crecer solitaria o formando cadenas cortas.
Su pared celular tiene un alto contenido de peptidoglicanos y carece de membrana celular externa. Tiene una baja proporción de G-C y su genoma es mayor que el del resto de los representantes del grupo de Bacterias Ácido Lácticas.
En su cromosoma circular contiene 3.308.274 pares de bases. Posee tres plásmidos, denominados pWCFS101, pWCFS102 y pWCFS103.
Aplicaciones
Lactobacillus plantarum tiene una gran gama de aplicaciones en la industria alimentaria, como cultivo inicial y como conservante. Recientemente, se ha incrementado su uso como probiótico y en la fermentación de productos lácteos.
También se ha incrementado su uso en la producción de vinos, productos cárnicos y vegetales fermentados (para elaborar chucrut –col encurtida–, por ejemplo).
Esta bacteria es fácil de cultivar y se le considera como un probiótico seguro. Puede suprimir gran cantidad de microorganismos patógenos de los productos alimenticios.
Es útil contra enfermedades que pueden afectar negativamente a los seres humanos. También ha mostrado un efecto positivo en la salud, sobrevivencia y ganancia de peso del ganado lechón durante el destete.
En la industria farmacéutica
Lactobacillus plantarum es útil en el tratamiento de diarreas, también ayuda a reducir la concentración de colesterol total y colesterol LDL en la sangre. En pacientes con intestino irritable, ayuda a reducir síntomas como dolor y flatulencia.
Podría tener un efecto preventivo sobre los síntomas gastrointestinales más leves durante el tratamiento con antibióticos. Resultados preliminares muestran que estimula el sistema inmunológico específico en niños expuestos congénitamente al virus de la inmunodeficiencia humana (VIH).
Ensayos de laboratorio con ratones muestran que la administración de cepas liofilizadas de la bacteria ayuda a protegerlos contra la infección por virus de influenza H1N1. Esto ocurre porque la bacteria estimula la producción de interferón tipo I por parte de los ratones.
En la producción de alimentos
Lactobacillus plantarum se usa, conjuntamente con otras BAL, para la producción de algunos alimentos fermentados, especialmente en la industria láctea.
Estos productos son de alta calidad y poseen buenas propiedades de textura, sabor y contenido químico. La bacteria no incrementa la acidificación durante los procesos de fermentación de la leche y almacenamiento del producto.
Bioconservante
Lactobacillus plantarum es una BAL con alto potencial como bioconservador probiótico, debido a que forma parte de la flora intestinal de los seres humanos.
Otro aspecto favorable es que posee una larga historia de uso seguro como cultivo inicial en la fermentación de alimentos.
Adicionalmente, diferentes cepas de L. plantarum producen compuestos antimicrobianos y con actividad antagonista contra bacterias patógenas y descomponedoras.
También produce compuestos antifúngicos que pueden reemplazar conservadores potencialmente perjudiciales en productos alimenticios.
Algunas cepas de Lactobacillus plantarum producen bacteriocinas, llamadas plantaricinas. Las bacteriocinas son toxinas proteicas sintetizadas para inhibir el crecimiento de otras bacterias.
Las plantaricinas suprimen el crecimiento de al menos cinco patógenos alimentarios comunes. Entre estos patógenos están Escherichia coli y Salmonella typhimurium. Además, presentan actividad antagonista contra bacterias responsables de enfermedades como gastritis, úlceras, caries y candidiasis.
Enfermedades
Las especies de Lactobacillus son parte de la flora gastrointestinal normal de los seres humanos. Aunque en muy raras ocasiones, también han sido aisladas de una variedad de infecciones humanas, especialmente en personas con el sistema inmunológico debilitado.
Entre las infecciones ocasionadas por las bacterias de este género están bacteriemias, endocarditis, abscesos y meningitis.
Lactobacillus plantarum, por su parte, ha sido asociada a inflamación de la vesícula biliar, abscesos dentales, caries y peritonitis. La correcta identificación de esta bacteria es difícil; sin embargo, es muy importante, pues usualmente es resistente a la vancomicina y otros antibióticos.
Referencias
- J.C. Goldstein, K.L. Tyrrell, D.M. Citron (2015). Lactobacillus Species: Taxonomic Complexity and Controversial Susceptibilities. Clinical Infectious Diseases
- H. Jurado-Gámez, C. Ramírez, J. Martínez (2013). Evaluación in vivo de Lactobacillus plantarum como alternativa al uso de antibióticos en lechones. Revista MVZ Córdoba.
- S.D. Todorov, B.D. Franco. (2010). Lactobacillus plantarum: Characterization of the Species and Application in Food Production. Food Reviews International.