Raúl R. Raya 25-Oct-2012 CEBAU-Mincyt-MEC Bs Aires

1. Bacterias lácticas: su uso en biocontrol y en la producción de metabolitos de importancia industrial. Raúl R. Raya 25-Oct-2012 CEBAU-Mincyt-MEC Bs Aires

2. BACTERIAS LACTICAS • Cocos o Bacilos Gram (+) • Aerotolerantes • Metabolismo fermentativo • Exigentes nutricionalmente • Gran adaptación fisiológica • Capacidad de colonizar diversos ecosistemas • GRAS (Generally Recognised as Safe) • Microorganismos de Grado Alimenticio (MGA)

3. Bacterias lácticas Quesos Yogurt Vinos y jugos de frutas Embutidos Bebidas fermentadas Cultivos Iniciadores Cultivos protectores Leche de vaca, cabra, búfala y de pequeños rumiantes Leche de soja Masa panaria Alimentos Tradicionales Novedosos Funcionales BAL Salud Humana y animal Huésped humano Huésped animal Tracto digestivo Sistema inmune Tracto urogenital Cavidad oral Tracto respiratorio Metabolismo intermedio Bovinos, Caprinos, Aves, Porcinos Pequeños rumiantes Acuicultura Probióticos Prebióticos Simbióticos Vectores de vacunas

4. 1976 CENTRO DE REFERENCIA PARA LACTOBACILOS (CERELA- CONICET) Chacabuco 145 San Miguel de Tucumán- Tucumán Web: www.cerela.org.ar

5. CENTRO DE REFERENCIA PARA LACTOBACILOS (CERELA) 1976 – 2012 • FORMACION DE RECURSOS HUMANOS doctorados- UNT - regional • CREACION DE UNA COLECCIÓN DE CULTIVOS DE BAL • DESARROLLOS y TRANSFERENCIA DE TECNOLOGIA Investigadores: 33 Profesionales y Técnicos: 18 Estudiantes de Doctorado y Post-Doc: 33 Estudiantes de Graduación: 23

6. COLECCIÓN DE CULTIVOS DE BACTERIAS LACTICAS COLECCION DE CULTIVOS: “CRL” Metabolismo Bioquímica Clínica 1200 CEPAS Microbiología Preventiva Tecnología y Desarrollo Inmunomicrobiología Biología Molecular Ecofisiología Microbiana

7. Desarrollos tecnológicos en el mercado Leche fermentada bioterapéutica - SANCOR-BIO (1995) y SANCOR-BIO fructanos Lactobacillus casei L. acidophilus Restaurador de la microflora intestinal – BIOFLORA (2001) Lactobacillus casei Lactobacillus plantarum Enterococcus faecalis Bifidobacterium breve

8. Min. Desarrollo Social, Min. Educación, Min. Salud Pública, SIDETEC HOY... • 90.000 niños • 60 escuelas

9. Biocontrol Seguridad + Calidad BACTERIAS LACTICAS Metabolitos antimicrobianos (Bacteriocinas) Cultivos bioprotectores

10. Metabolitos antimicrobianos producidos por Bacterias Lácticas • Metabolito Objetivo • -Acidos orgánicos • ac láctico/ac acéticoGram (-); Clostridium; hongos/lev • -H2O2 patógenos/contaminGram (+) • -Bajo Peso Molecular Reuterina; fenilacético bacterias/hongos y levaduras diacetilo; acidos grasos • -Bacteriocinas

11. Bacteriocinas Lactocina 705 Antilisteria 705 Mundticina 35 Sustancias bacterianas de síntesis ribosomal (naturaleza proteica) y capaces de inhibir el crecimiento de organismos relacionados

12. Investigación y Desarrollo Efecto de Lactocin 705 sobre L. plantarun pRC18 18.101 bp Péptidos con potencialidad tecnológica para industrias alimenticias y farmaceúticas • Sobre-expresión de genes de bacteriocinas (L. curvatus, Enterococcus mundtii) • Regulación de los promotores divergentes que controlan la expresión del sistema lactocina Lac705 • Caracterización de la estructura del plásmido pRC18 L. curvatus Sac7 • Caracterización de nuevos péptidos antimicrobianos • Estrategias de aplicación de bacteriocinas en modelos experimentales LACTOCIN 705 ENTEROCIN CRL35 Modelos experimentales Listeriosis en ratón Activas frente a patógenos alimentarios Alimento fermentado tipo salame

13. Estrategias de aplicación ..... Producción in situ Producción ex situ CULTIVOS BIOPROTECTORES BACTERIOCINAS Sustancia antimicrobiana Organismo bacteriocinogénico Bacteriocina concentrada/ Semipurificada/ Purificada/ Sintética Producción en el alimento

14. BAL PRODUCTORAS DE BACTERIOCINAS. CULTIVOS BIOPROTECTORES Films bioactivos con bacteriocinas L. curvatus CRL 705 Vida de estante de carne envasada al vacío Dra. Graciela Vignolo vignolo@cerela.org.ar

15. (algunos) Metabolitos producidos por Bacterias Làcticas Bacteriocinas Manitol Vitamina B12 y riboflavina Pèptidosbioactivos

16. Producción de Manitol por Bacterias Lácticas • Manitoles un poliol natural con poderedulcorante de bajascalorías, aplicableparaproductosalimenticiosparapacientesdiabéticos • Por sus propiedades físico-químicas se lo usa en diversas industrias • - Alimentos: poder edulcorante (E421 en EU) y propiedades refrescantes [H(+)] • - Farmacéutica: excipiente, enmascarar sabores desagradables • - Médica: Osmitrol, potente diurético osmótico, edemas cerebrales, disminución de presión intraocular, prevenir fallas renales, vasodilatador Producción industrial actual (química): hidrólisis catalítica de mezcla de glucosa y fructosa (bajo rendimiento, prod. concomitante de sorbitol) Aplicación Industrial Biotecnológica a través de fermentaciones: BAL heterofermentativas Lactobacillusreuteri CRL 1101 candidata para la producción de manitol como ingrediente o producción in situ en alimento fermentado enriquecido en manitol Dra. FERNANDA MOZZI, fmozzi@cerela.org.ar

17. Péptidos Bioactivos ehebert/cerela.org.ar Proteínas de leche Principal fuente de péptidos bioactivos Proteólisis - BAL Intestino Alimento

18. Péptidos Bioactivos Antimicrobianos Inmunomoduladores defensa del organismo Péptidos opioides sistema nervioso Actividad Analgésica Sedación Inducción del sueño Péptidos antihipertensivos Péptidos antitrombóticos Sistema cardiovascular Casein-fosfopéptidos Péptidos opioides Sistema digestivo Modulan velocidad de tránsito Retardan el vaciado gástrico

19. Cultivos lácticos con propiedades probióticas específicas Regulación de dislipemias Producción de vitamina B12 Dras. Graciela Font de Valdez y María Pía Taranto E-mail: gfont@cerela.org.ar; ptaranto@cerela.org.ar • Reducción de colesterol y triglicéridos y aumento la relación HDL/LDL • 38 y 25 % de reducción colesterol en trat. terapéutico y preventivo, respectivamente • FONARSEC2011 (Alimentos hipolipemiantes) • Producción de Vitamina B12 (Patente nro p040103130) en matriz alimentaria • Actividad biológica comprobada mediante ensayos in vivo • Propiedades tecnológicas óptimas • Elevada biomasa en medios económicos • Capacidad de adaptación a diferentes sustratos • Altamente resistente a barreras naturales y de procesos

20. QUINOA AMARANTO Pseudocereales Dra Graciela Rollán - rollan@cerela.org.ar • Granos de origen andino de elevado valor nutricional • Proteínas ricas en lisina, metionina y cisteína • 50-60% Almidón y 5-8 % de grasas saludables • No contienen gluten Aptos para celíacos • Ricas en vitaminas y minerales (calcio, hierro y fósforo) Objetivos: evaluar las características funcionales de la microbiota láctica presente en quinoa y amaranto provenientes del NOA. La propuesta tiende a rescatar los mencionados cultivos ancestrales andinos, en vías de extinción, a fin de ser utilizados como materias primas para el diseño de nuevos alimentos diferenciados con elevado contenido de compuestos bioactivos, valor nutricional y /o bioingredientes.

21. Investigación y Desarrollo Optimización de alimentos fermentados base soja ALIMENTOS FUNCIONALES NOVEDOSOS Reducción de factores anti-nutricionales Propiedades funcionales Probióticos Bacteriaslácticas L. plantarum, L. fermentum Bifidobacterias B. longum Reducción de galactosacáridos (-gal) (flatulencia) Bacterias lácticas y Bifidobacterias L. paracasei, L rhamnosus B. longum Proteólisis Reducción de fracciones alergénicas Generación de péptidos bioactivos Bioconversión de isoflavonas Datos de contacto: Dra. Marisa S. Garro. CERELA-CONICET-CCT Tucumán E-mail: mgarro@cerela.org.ar , www.cerela.org.ar Chacabuco 145. (4000) San Miguel de Tucumán. Tucumán. Argentina Tel +54 0381-4310465/4311720 int 153

22. Investigación y Desarrollo BAL y tracto genitourinario BAL benéficas y moléculas bioactivas (bacteriocinas) en productos probióticos urogenitales de aplicación local (óvulos, cápsulas, jaleas) Probióticos + Bacteriocina (salivaricina) Reconstitución de microbiota Prevención de infecciones urogenitales humanas ECOSISTEMA UROGENITAL EN EQUILIBRIO Erradicación de biofilms asociados con ITGU

23. PROBIOTICOS PARA USO ANIMAL Aves de corral bubalinos bovinos ovinos Aplicaciones en animales porcinos caprinos acuicultura

24. LABORATORIO DE ECOFISIOLOGÍA TECNOLÓGICA • Desarrollo de Alimentos Lácteos Funcionales de Origen Lácteo Caprino, Ovino y Bovino Conteniendo Ácido Linoleico Conjugado • Contactos:carina@cerela.org.ar; sgonzal@cerela.org.ar • Diseño de Productos Lácteos de Origen Caprino y Ovino con Propiedades Aromáticas Diferenciales • Contactos:rmedina@cerela.org.ar; sgonzal@cerela.org.ar • Esterasas Bacterianas en el Contenido Intestinal. Rol en la Producción de Compuestos con Actividad Antioxidante y Efecto Beneficioso para la Salud • Contactos:rmedina@cerela.org.ar;sgonzal@cerela.org.ar; apchaia@cerela.org.ar • Comportamiento de Bacterias Lácticas y Propionibacterias en el Ambiente Intestinal de Aves de Corral. Aplicación a Producción y Sanidad Aviar • Contactos:apchaia@cerela.org.ar;mapella@cerela.org.ar • Captación de Compuestos Tóxicos provenientes de la Dieta en la Luz Intestinal. Prevención de Alteraciones de la Mucosa Intestinal por Propionibacterias • Contactos:gzarate@cerela.org.ar; apchaia@cerela.org.ar • Influencia de Bacterias Lácticas sobre la Secreción de Adipoquinas y su Implicancia con la Microbiota Intestinal y la Respuesta Inmune • Contactos:pgauffin@cerela.org.ar; sgonzal@cerela.org.ar

25. Escherichia coli O157:H7

26. Estrategias de prevenciòn • Vacuna • Cambio dieta • Uso de probiòticos • Uso de cloratos • Biocontrol: use of bacteriofagos

27. Bacteriófagos 1031phage on earth

28. Control of O157:H7 by Phage Phage CEV1 Phage CEV2

29. In Vivo Animal Trials • All phage treated sheep have lower levels of O157:H7 than control • In rectum; CEV1 99%, CEV1+2 99.9%, Natural >99.9% in 3 days.

30. Muchas Gracias