Identificación y caracterización de las bacterias responsables de la acumulación de histamina en queso

Las aminas biogenas (AB) son bases nitrogenadas organicas de bajo peso molecular, producidas por descarboxilacion enzimatica de algunos aminoacidos y que desempenan funciones biologicas variadas en seres vivos. Sin embargo, pueden acumularse en alimentos en concentraciones elevadas debido al metabolismo de determinados microorganismos. Su consumo puede provocar problemas en la salud. Las ABs se encuentran en variedad de alimentos y bebidas fermentados, entre los que destaca el queso. Dentro de las ABs la histamina es una de las mas importantes, causando reacciones toxicas cuando se consumen alimentos con altas concentraciones de este compuesto. A pesar de que existen limites recomendados de histamina en alimentos, estos son ampliamente excedidos en algunos quesos. A pesar de ello se desconoce cuales son las especies responsables de su acumulacion. El objetivo general de esta Tesis Doctoral fue la identificacion y caracterizacion de las bacterias responsables de la acumulacion de histamina en queso, asi como analizar determinados factores que pudiesen afectar a su produccion en este alimento. Inicialmente se analizaron 11 muestras de queso con alta concentracion de histamina, utilizando tecnicas dependientes de cultivo. Se aislaron bacterias productoras de histamina pertenecientes a las especies Lactobacillus vaginalis, Lactobacillus reuteri y Lactobacillus parabuchneri a partir de 1 muestra de queso Cabrales, y de la especie L. parabuchneri a partir de otra muestra de queso Cabrales, 1 de queso Emmental rallado, 1 de queso Zamorano y 1 de queso Mozzarella. En las 6 muestras restantes no se aislaron microorganismos productores de histamina. Dadas las limitaciones de las tecnicas dependientes de cultivo, en esta Tesis se desarrollo un metodo independiente de cultivo basado en la tecnica PCR-DGGE que permitio detectar e identificar bacterias productoras de histamina. Este metodo se aplico a 33 muestras comerciales de queso y se concluyo que la principal especie responsable de la acumulacion de histamina en queso es L. parabuchneri. Otras ii especies productoras de histamina detectadas fueron Lactobacillus sakei o Lactobacillus hilgardii (las cuales no se pudieron diferenciar), Tetragenococcus halophilus y Streptococcus thermophilus. Debido a la importancia de los biofilms como focos de contaminacion bacteriana en la industria alimentaria, se analizo la capacidad de las bacterias productoras de histamina aisladas durante esta Tesis, asi como de bacterias responsables de la acumulacion de otras ABs en queso, de formar biofilms. Todas las especies productoras de ABs, excepto L. vaginalis, fueron capaces de formar biofilms en poliestireno. Ademas, todas ellas fueron capaces de adherirse al acero inoxidable, un material comunmente utilizado en la industria alimentaria. A pesar de que una de las medidas mas recomendada para evitar la acumulacion de ABs en alimentos es el almacenamiento de los mismos a bajas temperaturas, L. parabuchneri, el principal productor de histamina en queso, fue capaz de crecer y producir histamina a temperaturas de refrigeracion, incluso a 4oC, reduciendose a menos de la mitad el tiempo necesario para alcanzar 200 mg kg-1 de histamina incrementando la temperatura a 8oC. L. parabuchneri fue capaz de adherirse a acero inoxidable a 4oC y ademas, el periodo durante el que permanecio adherido a la superficie de acero y viable fue mucho mayor al incubarse a 4oC (mas de 70 dias) que a 37oC (28 dias). Finalmente se secuencio y analizo el genoma de 3 cepas productoras de histamina de la especie L. parabuchneri y se comparo con 2 presentes en las bases de datos. Se identificaron genes relacionados con la produccion de biofilms en la cepa L. parabuchneri IPLA1150, la cual formo el biofilm mas fuerte. El cluster HDC se encontro en todos estos genomas excepto en uno. El cluster HDC y las regiones adyacentes fueron analizados en las cepas productoras de histamina de las especies L. parabuchneri y L. vaginalis. Estos genes se localizaron en el cromosoma bacteriano en estas cepas y se detectaron elementos moviles que indican una posible transferencia horizontal de los genes que les confieren la capacidad de producir histamina.