Se realizaron tres diferentes experimentos utilizando la leche fermentada obtenida después del día 42 del cultivo por lote repetido de la corrida dos con una mezcla 10v/v% para la leche fermentada inoculada para investigar por qué las densidades de las células de las bacterias ácido lácticas y ácido acéticas alcanzaron valores constantes cuando se procedió con cultivo por lote repetido.
La primera corrida fue el cultivo por lote repetido ordinario (Tabla 1, corrida A), la segunda incluyó ajuste de pH a 6.5 (pH original) después de 6 h de incubación (Tabla 1, corrida B), y la tercera incluyó agitación continua con un agitador magnético (Tabla 1, corrida C). Para todas las corridas, la leche fermentada se inoculó a 20 °C por 12 h, y posteriormente se maduró a 8 °C en un refrigerador por 12 h.
En la preparación de leche fermentada inoculada con un cultivo iniciador comercial, el pH disminuyó de 6.5 a 5.8, y la leche no solidificó aún después de 24h de incubación a 20 °C. Las bacterias ácido lácticas crecieron a un nivel tan alto como 8.5log10 ufc/ml, pero la densidad celular de las bacterias ácido acéticas sólo alcanzaron el orden de 4log10 ufc/ml.
En la Fig. 1 se comparan los tiempos para el cambio del pH y las concentraciones de los ácidos láctico y acético durante el cultivo por lote repetido de la corrida 1 y 2. El pH para la corrida 2 disminuyó marcadamente para el segundo lote y posteriormente se elevó a aproximadamente 4.3, donde la leche solidificó de manera similar al aceite de cocina, mientras que el pH para la corrida 1 no disminuyó por debajo de 5.5 y la leche no solidificó. La concentración del ácido láctico en la corrida 1 aumentó a aproximadamente 2g/l al comienzo de la operación y luego se elevó hasta el séptimo lote.
En contraste, la concentración de ácido láctico en la corrida 2 disminuyó rápidamente a 8g/l durante los tres primeros lotes, y luego disminuyó ligeramente a aproximadamente 6g/l en las últimas etapas de la operación. No se detectó ácido acético durante la operación de la corrida 1, mientras que en la corrida 2 la concentración del ácido acético aumentó gradualmente después del séptimo lote, en contraste con la disminución de concentración de ácido láctico.
Es interesante notar que la concentración de ambos ácidos (áctico y acético) cambió ligeramente conforme el cultivo progresó, aunque el pH permaneció casi constante en la corrida 2.
Figura 1. Tiempo en que cambia el pH y las concentraciones de ácido láctico (LA) y ácido acético (AA) durante las corridas 1 y 2 del cultivo por repetición.
Los triángulos morados, pH para la corrida 1; triángulos amarillos, pH para la corrida 2; círculos abiertos, ácido láctico para la corrida 1; círculos cerrados, ácido láctico para la corrida 2; cuadros abiertos, ácido acético para la corrida 1; cuadros cerrados, ácido acético para la corrida 2.
El 95% de intervalo de confianza se muestra con una barra de error (n=3).
Cultivo por lote repetido
El tiempo de cambio de las densidades celulares de cada bacteria durante un cultivo por lote repetido de la corrida 1 y 2 se comparan en la Figura 2. Las densidades celulares iniciales de las bacterias ácido lácticas fueron ligeramente mayores que los valores calculados para esa densidad en la leche fermentada inoculada mencionada anteriormente, 8.5log10 ufc/ml. Esto se puede deber a que la leche fermentada inoculada utilizada para ambas corridas 1 y 2 no fue la misma como se mencionó anteriormente, y la densidad celular en la leche fermentada inoculada tuvo algo de fluctuación, dependiendo de los experimentos.
La densidad de las bacterias ácido lácticas en la corrida 1 fue 1/10 de la de la corrida 2 al comienzo de la incubación y subsecuentemente disminuyó, ej., aproximadamente 0.3log10 ufc/ml menor a la de la corrida 2. La razón por la que la concentración del ácido láctico fue marcadamente más alta en la corrida 2 que en la 1 en vez de ser relativamente baja por la diferencia en la densidad celular de las bacterias ácido láctico entre las 2 corridas (cf. Figs. 1 y 2) puede deberse a que la densidad de las bacterias ácido lácticas en la corrida 2 alcanzaron su valor final antes del final del periodo de incubación, por ej., 12h. El ácido láctico puede producirse aún después de que haya cesado el crecimiento celular, como se demostró en investigaciones previas.
La densidad celular de las bacterias ácido lácticas aumentó gradual y establemente después del segundo lote en la corrida 2. Por el contrario, en la corrida 1, la densidad celular de las bacterias ácido acéticas aumentó en el primer lote, y disminuyó rápidamente conforme progresó la incubación, y finalmente se volvió menor que el nivel detectable en este estudio, 10 ufc/ml. La densidad celular para cada lote se midió usando una muestra extraída justo antes de que se incubara el siguiente lote excepto en el caso del lote 0; cuando la densidad celular permaneció constante entre los cultivos por lote repetido, entonces los microorganismos crecieron para compensar la dilución con leche fresca. Para las densidades celulares de los lotes 0 y 1 en las corridas 1 y 2, se puede deducir que la velocidad de crecimiento de las bacterias ácido acéticas osciló entre 1 a 2 órdenes de magnitud por día.
La diferencia en los cambios de la densidad celular de las bacterias ácido lácticas después del primer lote entre las corridas 1 y 2 se puede explicar con el hecho de que la velocidad de crecimiento fue menor que en la dilución en la corrida 1, mientras que la velocidad de crecimiento fue mayor que en la dilución en la corrida 2. Los cambios en la población microbiana parece coincidir bien con los cambios característicos en las concentraciones de los ácidos acético y láctico, considerando que el nivel de las bacterias ácido acéticas gradualmente aumentó conforme la incubación progresó en la corrida 2. (cf. Figs. 1 y 2).