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Modificación de compuestos nitrogenados por bacterias lácticas de vino Lic. María Gilda Stivala Tesista de posgrado Becaria-CONICET Fermentación alcohólica El vino es una bebida obtenida a partir de la uva (especie Vitis vinífera) mediante la fermentación alcohólica del mosto o zumo. 2ADP + 2Pi C6H12O6 Glucosa 2ATP 2 CH3 -CH2-OH Etanol + 2 CO2 Fermentación maloláctica NAD+ NADH + H+ C 4 H 6 O5 C 3 H 6 O3 Ác. L-málico Ác. L-láctico + CO2 ¿Qué efectos produce en el vino? Disminuye la acidez Mejora el flavor Contribuye a la estabilidad microbiológica Evolución de microorganismos durante vinificación S. cerevisiae O. oeni 106 = inicio FML Cultivo iniciador Preparación de microorganismos vivos que se utilizan para acelerar procesos de fermentación Proceso fermentativo controlado Oenococcus oeni Bacterias ácido lácticas Cocos agrupados en cadena Toleran bajos pH y 10% de etanol Nutricionalmente Metabolismo exigente heterofermentativo Capacidad de transformar ácido málico en ácido láctico FERMENTACION MALOLÁCTICA Bacterias del mosto BACTERIAS LÁCTICAS Lactobacillus plantarum Lactobacillus casei Lactobacillus hilgardii Lactobacillus brevis Pediococcus damnosus Pediococcus pentosaceus Efectos de las bacterias lácticas BENEFICIOSOS PERJUDICIALES 1- FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA 1- PICADURA LÁCTICA 2- CONTRIBUCIÓN AL FLAVOR DEL VINO 2- ENFERMEDAD DE LA TOURNE 3- PRODUCCIÓN DE BACTERIOCINAS 3- ENFERMEDAD DEL AMARGOR 4- INTERACCIONES BACTERIANAS 4-ENFERMEDAD DE LOS VINOS FILANTES 5- SISTEMA PROTEOLÍTICO 5- PRODUCCIÓN DE AMINAS BIOGÉNICAS 6- ELEVADA PRODUCCIÓN DE ACETATO Y MANITOL 7-PRODUCCIÓN DE H2O2 Aminas biogénicas “Bases orgánicas de bajo peso molecular, que pueden ser formadas o degradadas por la actividad metabólica normal de animales, plantas y microorganismos” Condiciones para la síntesis microbiana de aminas: Aminoácido precursor. Microorganismo decarboxilante. Expresión de la actividad enzimática. Favorecen la descarboxilación microbiana 1- Condiciones de fermentación lenta 2- pH ácido 3- Elevada carga microbiana Aminas biogénicas DECARBOXILACION DE AMINOACIDOS PRECURSORES ARGININA ORNITINA HISTIDINA AGMATINA PUTRESCINA HISTAMINA TIROSINA LISINA TIRAMINA CADAVERINA Oenococus oeni Desde el punto de vista higiénico-sanitario SON SIEMPRE INDESEABLES EFECTOS ALERGÉNICOS ALTERAN LAS PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS PRECURSORES DE COMPUESTOS CARCINOGENICOS Propiedades beneficiosas Elevado potencial maloláctico Sin potencialidades negativas Cepas de Oenococcus oeni X2L SISTEMA PROTEOLITICO Proporcionan factores de crecimiento Evitan la precipitación de proteínas Oenococcus oeni X2L estrés nutricional Inicio fase log proteasas extracelulares Final fase log Sistema Proteolítico Proteínas del vino y Jugo de uva Péptidos Péptidos biológicamente activos Fragmentos específicos de proteínas que tienen un impacto positivo sobre las funciones o las condiciones corporales del individuo, produciendo una mejora en su salud y bienestar Son producidos por Presencia de microorganismos proteolíticos Péptidos biológicamente activos Entre 2 a 20 residuos de aminoácidos por molécula Resistencia parcial o total a la hidrólisis gástrica Pueden entrar en la sangre periférica intactos debido a su bajo tamaño molecular Producen: • Efectos sistémicos • Efectos locales en el tracto gastrointestinal Péptidos Actividades biológicas Variadas Péptidos biológicamente activos ANTIOXIDANTE ACTIVIDADES BIOLÓGICAS ANTIHIPERTENSIVA SERES VIVOS RADICALES LIBRES Y ESPECIES REACTIVAS DEL O2 DAÑAN MOLÉCULAS VITALES Radicales libres SON ESPECIES QUÍMICAS QUE CONTIENEN UNO O MÁS ELECTRONES NO APAREADOS, ALTAMENTE REACTIVOS, QUE PUEDEN PROVOCAR REACCIONES EN CADENA Péptidos biológicamente activos ANTIOXIDANTE ACTIVIDADES BIOLÓGICAS ANTIHIPERTENSIVA Enzima Convertidora de Angiotensina (ECA) Dipeptidil carboxipeptidasa FAVORECE EL INCREMENTO DE LA PRESIÓN ARTERIAL Mecanismo de acción de la ECA Péptidos con actividad I-ECA ECA ANGIOTENSINA I Vasodilatador ANGIOTENSINA II Vasoconstrictor PÉPTIDOS ANTIHIPERTENSIVOS PÉPTIDOS ANTIHIPERTENSIVOS MENOR ACTIVIDAD ANTIHIPERTENSIVA QUE LOS FÁRMACOS CARECEN DE EFECTOS SECUNDARIOS INFLUENCIA DE Oenococcus oeni X2L SOBRE LAS ACTIVIDADES ANTIOXIDANTE Y ANTIHIPERTENSIVA DE UN AUTOLISADO DE LEVADURAS VÍNICAS Cultivo mixto secuencial en medio jugo de uva (MJU) RPM 0 h (I) Sobrenadante I y F S. cerevisiae mc2 MJU 28 °C Esterilización (0,22 µm) 30 °C 24 h (F) 0h 48 h 24 h RPM + Lavado (x3) O. oeni X2L MJU 30°C - 48 h Células Inóculo:108 Parámetros de crecimiento y actividad proteolítica de S. cerevisiae mc2 en condiciones de autolisis acelerada Tiempo [h] Parámetro de crecimiento Peso seco log ufc/ml [g/l] 1,52±0,21 8,09±0,09 Péptidos [mg N/l] Aminoácidos [mg N/l] Proteínas [mg N/l] Actividad proteolítica [mM] 0,05±0,02 0,10±0,02 0,84±0,03 ND 3,72±0,17 6,07±0,32 8,76±0,35 ND 0 0,93±0,08 24 ND Viabilidad de O. oeni X2L en MVS post-autolisis de S. cerevisiae mc2 0.4 8.5 DO 560 nm 8.0 0.2 7.5 0.1 0 7.0 0 12 24 Tiempo [h] Biomasa Viabilidad de O. oeni X2L 36 48 log ufc/ml 0.3 Modificación de las actividades biológicas por O. oeni X2L después de la autolisis de S. cerevisiae mc2 50 IECA [%] 40 Actividad proteolítica 0,10 [mM] 500 FRAP [µmol FeSO4/l ] 400 30 20 0,08 76 0,06 300 10 0,04 200 0,02 2 4 Proteínas [mg N/l]10 8 100 1 2 6 6 8 48 h Aminoácidos [mg N/l] 3 4 4 0h 24 h 2 10 4 Actividad captadora 5 de DPPH [%] 6 8 10 Péptidos [mg N/l] Conclusiones ACTIVIDAD I-ECA∗ EFECTO POSITIVO O. oeni X2L MJU ∗ Respecto ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE∗ al cultivo puro de S. cerevisiae mc2 CONCENTRACIÓN DE PÉPTIDOS ACTIVIDADES I-ECA ANTIOXIDANTE Autolisis de S. cerevisiae mc 2 ACTIVIDAD PROTEOLITICA DE O. oeni X2L FAVORECE LA PRODUCCIÓN DE PÉPTIDOS A PARTIR DE COMPUESTOS NITROGENADOS LIBERADOS DE LA AUTOLISIS ACTIVIDADES I-ECA ANTIOXIDANTE LA PRODUCCIÓN “IN SITU” DE PÉPTIDOS CON ACTIVIDADES BIOLÓGICAS MULTIFUNCIONALES BENEFICIOSAS PARA LA SALUD, LE CONFERIRÁ AL PRODUCTO TERMINADO UNA PROPIEDAD ADICIONAL CON EFECTO POSITIVO SOBRE LA SALUD DEL CONSUMIDOR. “PÉPTIDOS CON ACTIVIDAD BIOLÓGICA BENEFICIOSA GENERADOS POR BACTERIAS LÁCTICAS Y LEVADURAS VÍNICAS” Maria Gilda Stivala Dra. Marta Elena Farías Directora Dr. Pedro Aredes Fernández Codirector COMPUESTOS FENÓLICOS DE VINO COMO AGENTES DE CONTROL DE MICROFLORA DE DETERIORO. RELACIÓN ESTRUCTURA QUÍMICA-ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA. Lic. Gilda Stivala Dr. Pedro Aredes Fernández Director Dra. Margarita B. Villecco Director asociado Líneas de investigación en ejecución Empleo de propiedades biológicas de los compuestos fenólicos presentes en el vino para la prevención del deterioro producido por la microflora indeseable durante el proceso de vinificación. Requerimientos mínimos estructurales de los compuestos fenólicos para explicar la actividad biológica observada. Dr. Pedro Aredes Fernández - Investigador CONICET – Docente FBQF – UNT Lic. Gilda Stivala – Tesista de doctorado – FBQF – UNT- Becaria CONICET Péptidos con actividad antioxidante en las fracciones peptídicas de diferentes varietales de vinos argentinos. Efecto de cepas proteolíticas de O. oeni, con óptimas propiedades tecnológicas, para incrementar las actividades biológicas de interés a partir de la fracción nitrogenada de alto peso molecular presente en vinos argentinos. Dr. Pedro Aredes Fernández - Investigador CONICET – Docente FBQF - UNT Gisselle Apud – Tesista de grado – FBQF - UNT Propiedades beneficiosas de compuestos fenólicos de vinos, bebidas y vegetales sobre microorganismos patógenos para el hombre y contaminantes de alimentos. Dra. María José Rodríguez Vaquero - Investigadora CONICET – Docente FBQF - UNT Muchas gracias por su atención!!
