Figura 2. Tiempo en que cambian las densidades celulares de las bacterias ácido lácticas, bacterias ácido acéticas y Escherichia coli HB101 durante el cultivo por lote repetido en las corridas 1 y 2. Círculos rojos, Lactococcus lactis subsp. cremoris para la corrida 1, círculos verdes, L. lactis subsp. cremoris para la corrida 2; triángulos morados, Acetobacter orientalis para la corrida 1; triángulos amarillos, A. orientalis para la corrida 2; rombos azules, E.coli HB101 para la corrida 2. Intervalo de confianza del 95% se muestra con una barra de error (n=3).
Cultivo por lote repetido
A pesar de que las concentraciones del ácido acético empezaron a aumentar sólo después del séptimo lote, en donde las bacterias ácido acéticas tenían una densidad celular alta, la concentración del ácido acético pudo aumentar conforme se elevó el número de bacterias ácido acéticas, aún antes del séptimo lote de fermentación. La concentración de ácido acético antes del séptimo lote fue por debajo del nivel de detección de este estudio.
Además, se estableció que E. coli no fue responsable de la producción de ácido acético en este estudio por conducir la fermentación usando dos tipos de bacterias, a saber, las bacterias ácido lácticas y ácido acéticas, sin añadir E.coli.
No quedó claro si el ácido láctico se convirtió directamente en ácido acético o no, pero el consumo de ácido láctico y la producción de ácido acético ocurrió simultáneamente, y también ocurrió cuando las bacterias ácido acéticas se incubaron con un reactivo ácido láctico en la mezcla de la leche fresca.
Cuando la densidad celular de las bacterias ácidolácticas dejó de aumentar, las bacterias ácido acéticas continuaron aumentando su número, y su crecimiento selectivo continuó hasta el lote 11 en la corrida 2.
Es difícil de explicar la razón de por qué el aumento en el número de bacterias ácido lácticas en una etapa temprana de operación, pero su crecimiento se podría regular por su propia actividad, por ej., un efecto inhibitorio del ácido láctico, un bajo pH asociado con la producción de ácido láctico, o deficiencia en términos de micronutrientes para el crecimiento en leche, ya que la lactosa, que es un macronutriente para las bacterias ácido láctico, permanecieron a un nivel tan alto como aproximadamente 39 g/l aún en el lote 14 del cultivo.
De las posibles razones, no se considera un pH bajo la razón por la cual en aumento en la concentración de ácido láctico se detenga a una etapa temprana de la operación, ya que el ajuste de pH no mejoró el crecimiento de bacterias ácido lácticas en la corrida B, a pesar de que la concentración de ácido láctico aumentó al doble que el usual para cultivos por lote repetido sin ajustar pH en la corrida A (ver Tabla 1).El número de bacterias ácido acéticas también dejó de aumentar y se estabilizó a aproximadamente 8log10 ufc/ml en etapas posteriores de la operación en la corrida 2.
Existen algunas explicaciones de por qué deja de aumentar el número de bacterias ácido acéticas, pero el bajo pH no es importante en este caso. De hecho, ajustar el pH, particularmente en este caso en el que el pH se elevó a cerca del valor neutral, puede ser lo que inhibió a las bacterias ácido acéticas. La densidad celular de las bacterias ácido acéticas en la corrida B fue menor que en la corrida A.
El pH óptimo para el género Acetobacter está en el rango de 5.4-6.3. El crecimiento ocurre a pHs 4.0-4.5; hay un ligero crecimiento a pHs 7-8 (10); Acetobacter prefiere un pH relativamente bajo para su desarrollo. Una de las posibles explicaciones del cese de desarrollo de las bacterias ácido acéticas es el almacenamiento de oxígeno causado por el aumento en la densidad de las bacterias ácido acéticas en la leche fermentada.
La agitación continua fue por tanto utilizada en la corrida C para proveer de más oxígeno que en la fermentación estática de la corrida A, y fue demostrado que el desarrollo de bacterias ácido acéticas se mejoró en la corrida C, siendo 2.5 veces mayor en la corrida C (8.67log10) que en la corrida A (8.28log10), aunque las concentraciones del ácido acético en ambas corridas fue similar (ver Tabla 1).
La estabilidad de la microflora de la leche fermentada se determinó también inoculando a la leche con E. coli HB101, cuya densidad celular disminuyó en casi una orden de magnitud por día durante el cultivo por
lote repetido (ver Fig.2). Esta disminución en la densidad celular se pudo deber a la dilución asociada con el cultivo por lote repetido en la corrida 2. La supervivencia de E.coli en alimentos ácidicos se ha documentado ampliamente en la literatura, y se ha indicado que la supervivencia depende de las condiciones como el pH, temperatura y tipos de microorganismos coexistentes.
Se ha reportado que las bacterias vivas en el yogurt en cantidades de aproximadamente 108 a 109 y un pH cerca de 4.5 son necesarios para la actividad bactericida del yogurt hacia E.coli. Al comienzo de este estudio, se esperaba que E.coli no se eliminó pero se inhibió bajo las condiciones de incubación y tendió a diluirse con el cultivo por lote repetido.
La diferencia en el cambio de la densidad celular de E. coli pudo adquirirse por la diferencia en los tipos de microorganismos contenidos en la leche fermentada presente y yogurt (Lactobacillus bulgaricus
y Streptococcus thermophilus). Los resultados mencionados anteriormente sugieren la seguridad de cultivos por lote repetido usados para producir leche fermentada en los hogares. Sin embargo, es necesario realizar investigaciones sobre los factores como los efectos de la temperatura, periodo de incubación, tipos y concentraciones de posibles contaminantes para determinar la estabilidad de la leche fermentada producida individualmente en los hogares.