Bactérias láticas na fermentação etanólica

BACTÉRIAS LÁCTICAS
Profª Drª Dejanira de Franceschi de Angelis
BACTÉRIAS LÁCTICAS
São bactérias que pertencem ao domínio
BACTÉRIA. Cocos ou bacilos são Gram positivos
não esporulados possuem baixo teor de guanina +
citosina (G+C) ou alto teor de G+C.
As bactérias lácticas produzem ácido láctico como
produto principal do metabolismo entre outros
componentes.
A energia para o metabolismo
fosforilação do substrato.
é
obtida
na
Todas bactérias crescem anaeróbiamente, mas não
são sensíveis ao oxigênio portanto configuram-se
como anaeróbios tolerantes.
Como exigências nutricionais:
9 fundamentalmente açúcares
9 vitaminas
9 aminoácidos
9 purinas e pirimidinas
A partir dos açúcares pode-se distinguir dois
grandes grupos:
• Homofermentativas
Açúcar
ácido láctico
• Heterofermentativas
Açúcar
ácido láctico + etanol + CO2
São seis os principais gêneros das bactérias lácticas :
Gênero
Organização celular
Fermentação
% GC
DNA
Streptococcus
Cocos em cadeias
homofermentativo
34-46
Leuconostoc
Cocos em cadeias
homofermentativo
38-41
Pediococcus
Cocos em cadeias
homofermentativo
34-42
homofermentativo
32-53
Lactobacillus
Bacilos geralmente em
cadeias
Bacilos geralmente em
cadeias
heterofermentativo
34-53
Ruterococcus
Cocos em cadeias
homofermentativo
38-40
Lactococcus
Cocos em cadeias
homofermentativo
38-41
Nas bactérias heterofermentativas a triase
fosfato é convertida em ácido láctico, com
produção de 1 mol de ATP, enquanto que o
acetilfosfato recebe elétrons do NADH, gerando
pentose fosfato, que é convertido a etanol sem
produção de ATP.
Por este motivo os heterofermentadores
produzem somente 1 mol de ATP a partir da
glicose em vez dos 2 moles produzidos pelos
homofermentadores.
HOMOFERMENTATIVO
Glicose
2 ATP
2 ADP
Frutose 1-6 difosfato
Gliceraldeido fosfato
+
Dihidroxicetona fosfato
Pi + NaD+
NaDH
Ácido 1-3 difosfoglicérico
2 ADP
NaDH
2 ATP
Piruvato
NaD+
2 Lactato/mol de
glicose
HETEROFERMENTATIVO
Glicose
ATP
ADP
Glicose 6 - fosfato
NAD+
NADH
Ácido 6 - fosfoglucônico
NAD+
NADH
Ribulose – 6 fosfato + CO2
Xilulose – 5 fosfato
Pi
fosfocetolase
gliceraldeído
Pi
acetilfosfato
Ácido 1-3 difosfoglicérico
2 ADP
2 ATP
Piruvato
NADH
NAD+
Lactato
NADH
NAD+
NAD+
NADH
Acetaldeído
NADH
NAD+
ETANOL
Streptococcus
algumas são patogênicas (homens e
animais, cáries dentárias)
Importância Industrial
produção de manteiga e
silagem
Para diferenciar os streptococcus não patogênicos das
espécies patogênicas para humanos são selecionadas 3 gêneros:
Lactococcus
importância industrial
Enterococcus
origem fecal
Streptococcus
Hemólise sangüínea
Não hemolítica
Estreptolisina O e S
Produzem β – hemólise
Hemácias maiores perdem
potássio - α - hemólise
GÊNERO LEUCONOSTOC
Composto por cocos heterofermentativos.
„
Leuconostoc
ácido lático
diacetil
aromatizantes
acetoina
„
Leuconostoc
(α-1-6 glucano)n dextrana
„
Leuconostoc
(frutose)n levana
GÊNERO LACTOBACILLUS
Podem ser longas, bacilares, finas, curtas,
recurvadas. A maior parte é homofermentativa
alguns são Heterofermentativas.
São comuns e utilizadas na industria de lacticínios.
L. delbrueckii Æ iogurte
L. acidophyllus Æ leite acidificado
Outras espécies Æ silagem, picles, chucrute.
Os lactobacilos geralmente são mais resistentes as
condições ácidas (pH <4,0) que outras bactérias
lácticas. Podem ser selecionadas em meio com Agar e
extrato de tomate + peptona.
A resistência aos ácidos permite que continuem a
crescer mesmo depois de baixado o pH.
L. delbrueckii
L. acidophyllus
GÊNERO LISTERIA
Listeria monocytogenes : Cresce em microaerofilia e
em aerobiose.
Causa listeriose Æ transmitida por alimentos
(ex.queijos), infecções brandas até meningites.
Listeria monocytogenes
GUERRA (1995), verificou que em uma unidade
industrial ocorria constante e persistente
floculação.
Diante do problema, optou-se por estudar a
presença de bactérias indutoras da floculação
desde o início da safra, antes que o problema da
floculação se concretizasse.
Os estudos iniciaram-se com a seleção do ponto de
coleta, que foi eleito entre a dorna 1 e 2 cuja
média de ºBrix era 5, grau alcoólico 8,5 e pH 4,3.
Empregou-se o meio de caldo de cana
suplementado com peptona e extrato de levedura
na forma sólida e liquida sendo este último com
verde de bromocresol como indicador.
ISOLAMENTO DE BACTÉRIAS DO PROCESSO
As bactérias são isoladas em meio sólido de CSN,
contendo cicloheximida.
As unidades formadoras de colônias com biotipos
diversificados eram submetidos ‘a purificação. A
seguir inoculadas em tubos para os ensaios
necessários ‘a identificação da característica de
induzir a floculação.
TESTE DE FLOCULAÇÃO
O fermento de linhagem genética não floculante
empregado nos ensaios era centrifugado e
lavado (10 mL) com solução salina e a seguir
ressuspenso em 10 mL de salina.
As leveduras lavadas e suspensas em salina eram
misturadas na proporção de 5 mL de levedura
para 4 mL
de suspensão de bactéria
desenvolvida em meio CSN durante 24 horas ‘a
36 ºC.
Reunindo-se as duas culturas após agitação
acompanhava-se se havia a formação de deposito
no fundo do tubo.
Verificada a capacidade floculante da bactéria,
esta foi estudada para verificar qual sua
sensibilidade aos biocidas usuais e outras
condições físicas do processo.
A sensibilidade pode ser feita em meios líquidos
com culturas isoladas (puras) e ainda com o “ pool
bacteriano”, somatória de todas as culturas.
Neste trabalho, no início da safra foram isoladas
quatro culturas: A, E, F1, F2.
Estas bactérias foram submetidas a vários ensaios,
tanto em culturas puras quanto em culturas mistas.
Bactérias
A
E
F1
F2
A + E+
F1+ F2
Suspensão de
levedura
20
20
20
20
20
Suspensão de
bactérias
10
10
10
10
2,5 + 2,5
+2,5+2,5
CSN 16,5 ºBrix
70
70
70
70
70
mL
A verificação da floculação era feita visualmente
ou em colorímetro para verificar a velocidade de
sedimentação. As fotos a seguir indicam a presença
de bactérias capazes de induzir a floculação.
Leite de levedura, meio CSN + CaCO3 ,
Diluição 10-2
Leite de levedura, meio CSN + CaCO3
Diluição 10-2
Vinho, meio CSN + actidiona
Diluição 10-5
Fermento tratado, meio Majeux & Colmer,
Diluição 10-1
Bactérias indutoras de floculação
A
F1
Guerra - 1995
E
F2