Lactobacillus delbrueckii: qué es, características, morfología, aplicaciones
¿Qué es el Lactobacillus delbrueckii?
Lactobacillus delbrueckii es una bacteria gram positiva, con forma de bacilo alargado y de extremos redondeados. Es catalasa negativa, homofermentativa, y no presenta flagelo. Pertenece a un grupo de especies que lleva su nombre como especie tipo. Está dividida en seis subespecies.
A algunas de estas subespecies las consideran probióticos y las emplean en la industria alimenticia. Su principal uso es para la fermentación de productos lácteos y para la producción de quesos y yogur.
Se identificó por primera vez en 1905 por el doctor búlgaro Stamen Grigorov, y por eso fue conocida hasta 1984 como Lactobacillus bulgaricus.
Características del Lactobacillus delbrueckii
– Lactobacillus delbrueckii es gram positiva y catalasa negativa.
– Es homofermentativa, produciendo D-ácido láctico exclusivamente. Todas las cepas fermentan glucosa, fructosa, manosa y lactosa.
– La fermentación de sacarosa y N-acetilglucosamina es más variable, dependiendo de la subespecie y la cepa.
– Puede crecer a temperaturas de más de 45 °C, pero no se desarrolla a 15 °C o menos.
– Se utiliza sobre todo para la elaboración de yogur y queso.
– No forma esporas y es no móvil.
Taxonomía
Según la taxonomía formal, Lactobacillus delbrueckii pertenece al phylum Firmicutes, la clase Bacilli, el orden Lactobacillales, y la familia Lactobacillaceae.
Adicionalmente, pertenece al grupo funcional (sin validez taxonómica) de las Bacterias Ácido Lácticas (BAL). Las BAL llevan este nombre por producir ácido láctico durante la fermentación de los azúcares.
El grupo Lactobacillus delbrueckii está compuesto actualmente por 27 especies, siendo L. delbrueckii la especie tipo, no solo del grupo, sino también del género. Esta bacteria fue denominada así en homenaje a Max Delbrück, biofísico alemán.
Lactobacillus delbrueckii comprende seis subespecies: L. delbrueckii subsp. delbrueckii, L. delbrueckii subsp. lactis, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. delbrueckii subsp. sunkii, L. delbrueckii subsp. jakobsenii y L. delbrueckii subsp. indicus.
Las seis subespecies muestran un alto grado de relación ADN-ADN, pero pueden diferenciarse sobre la base de diferentes rasgos fenotípicos y genotípicos.
Morfología
Todas las cepas de esta bacteria tienen forma de bastón alargado. Su tamaño varía de 0,5 a 0,8 µm de ancho por 2,0 a 9,0 µm de largo. Su crecimiento puede ser individualmente, en pares o en cadenas cortas.
No presentan flagelo, por lo cual no son móviles. Las seis subespecies difieren en su habilidad para fermentar distintos azúcares. Por ejemplo, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. delbrueckii subsp. indicus y L. delbrueckii subsp. lactis, aisladas por primera vez de productos lácteos, son todas lactosa-positivas.
Por otra parte, L. delbrueckii subsp. delbrueckii y L. delbrueckii subsp. sunkii, que fueron aisladas de productos no lácteos, son lactosa-negativas. Esto indica una fermentación de carbohidratos asociada a los diferentes nichos que ocupan estas subespecies.
Las subespecies de Lactobacillus delbrueckii pueden diferenciarse por variaciones fenotípicas.
Por ejemplo, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus fermenta pocos carbohidratos, es decir, glucosa, lactosa, fructosa, manosa y algunas veces galactosa. Es termófila, y tiene una temperatura de crecimiento de hasta 48 o 50 °C. Presenta una relación guanina-citosina de entre 49 y 51%.
Lactobacillus delbrueckii subsp. jakobsenii, por su parte, fermenta varios polisacáridos, entre ellos, arabinosa, eritritol, celobiosa, fructosa, galactosa, glucosa, lactosa, lactulosa, lixosa, maltosa, manitol, manosa, ribosa, melibiosa, sacarosa, xilosa, sorbitol, trehalosa y rafinosa. El crecimiento ocurre a 40-50 °C, dependiendo del medio de cultivo. Presenta una relación guanina-citosina de 50,2%.
Aplicaciones
Solo dos de las subespecies de L. delbrueckii tienen relevancia comercial, L. delbrueckii subsp. bulgaricus y L. delbrueckii subsp. lactis.
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus fue aislada por primera vez de leche búlgara. Esta subespecie es empleada, en combinación con Streptococcus thermophilus, para la producción comercial de yogur. También se emplea en la producción de quesos suizos e italianos.
El papel principal de S. thermophilus y L. delbrueckii subsp. bulgaricus en la fabricación de yogur es acidificar la leche, produciendo una gran cantidad de ácido láctico a partir de la lactosa.
El ácido láctico, además de acidificar la leche, contribuye a darle sabor al yogur. El sabor típico del yogur se debe no solamente al ácido láctico, sino también a varios compuestos de carbonilo, como acetaldehído, acetona y diacetilo, producidos por las bacterias.
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus presenta actividad probiótica. Su ingesta en el yogur ayuda a prevenir enfermedades de la cavidad bucal.
Los mecanismos propuestos para la actividad probiótica de este bacilo incluyen: 1) antagonismo con patógenos por competición para sitios de unión y/o inhibición de vías de señalización intracelular; 2) estimulación del sistema inmune de la mucosa y aumento de la defensa del huésped contra bacterias patógenas y antígenos extraños.
Algunas cepas de este lactobacilo son capaces de producir exopolisacáridos (EPS). Entre los efectos fisiológicos de los EPS se encuentran la mejora y regulación de la respuesta inmune y la disminución del colesterol.
Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis
Por su parte, L. delbrueckii subsp. lactis fue aislado inicialmente de una fuente láctea. El empleo de esta subespecie es principalmente para la producción comercial de queso mozzarella.
Estudios recientes han mostrado un alto potencial de una cepa de Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii (AS13B) para su uso en acuicultura. Esta cepa ha sido aplicada en la dieta de larvas de lubina (Dicentrarchus labrax, L.) en cultivo.
Su aplicación mejora la salud de los peces y aumenta su supervivencia, permitiendo aumentar su producción. La bacteria fue suministrada utilizando Brachionus plicatilis y/ o Artemia salina como portadores.
También ha mostrado que estimula el sistema inmune intestinal de las larvas y reduce la transcripción de genes pro inflamatorios claves. Su aplicación en otros cultivos y su rentabilidad aún debe ser evaluada.
De las subespecies restantes de la especie, L. delbrueckii subsp. indicus fue aislada por primera vez en 2005 de un producto lácteo en India. Lactobacillus delbrueckii subsp. sunkii en 2012, de productos a base de vegetales; Lactobacillus delbrueckii subsp. jakobsenii, por su parte, fue aislada de una bebida alcohólica fermentada, en 2015.
Aplicaciones potenciales
El hallazgo, relativamente reciente, de estas últimas subespecies, quizás sea una de las causas principales para que no posean relevancia comercial actualmente.
La secuenciación del genoma de cada una de ellas probablemente ayudará a determinar propiedades que podrían ser de relevancia comercial futura.
También podría ayudar a explicar sus mecanismos de adaptación a entornos complejos. Este último podría usarse para mejorar cualidades de las especies comerciales conocidas, especialmente en las áreas de resistencia a fagos, adaptación a condiciones de estrés ambiental, o para mejorar la producción de exopolisacáridos y producir compuestos de sabores deseados.
Patogenia
Las distintas especies de Lactobacillus generalmente son consideradas como no patógenas. Sin embargo, las Infecciones del Tracto Urinario (ITU) causadas por bacterias de este género, entre ellas Lactobacillus delbrueckii, han sido reportadas en los últimos años.
Las principales víctimas de estas infecciones son mujeres de edad avanzada. Como estas especies no reducen nitrato a nitrito, normalmente las ITU que causan pasan desapercibidas en las tiras reactivas para el despistaje. También las han asociado a bacteriemias y pielonefritis.
Referencias
- E. Salvetti, S. Torriani, G.E. Felis (2012). The Genus Lactobacillus: A Taxonomic Update. Probiotics and Antimicrobial Proteins.
- Y. Kudo, K. Oki, K. Watanabe (2012). Lactobacillus delbrueckii subsp. sunkii subsp. nov., isolated from sunki, a traditional Japanese pickle. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.
- K.M. Duprey, L. McCrea, B.L. Rabinowitch, K.N. Azad (2012). Pyelonephritis and Bacteremia from Lactobacillus delbrueckii. Case Reports in Infectious Diseases.