Producción de diacetilo y acetoína em quesos por metabolismo del aspartato.

GUILLERMO PERALTA; BERGAMINI CARINA; VERÓNICA WOLF; ERICA HYNES

Lanús

Congreso; XXVIII Congreso Argentino de Química; 2010

Asociación Argentina de Química

El catabolismo de los aminoácidos es una transformación clave para el desarrollo de flavour en queso, y se produce principalmente por acción de las bacterias lácticas. En una primera etapa, la enzima aminotransferasa (AT) cataliza la transaminación del aminoácido en su correspondiente cetoácido en presencia de un aceptor de grupo amino, generalmente el α-cetoglutarato, cuya presencia en el queso está relacionada a la actividad de la enzima glutamatodehidrogenasa. Los α-cetoácidos se metabolizan posteriormente para generar diversos compuestos que contribuyen al aroma del queso (Yvon, 2006). El uso de fermentos adjuntos de lactobacilos en quesos está dirigido principalmente al control de la microflora potencialmente perjudicial. Asimismo, aquellos adjuntos que presenten atributos metabólicos interesantes pueden ser utilizados para incrementar la producción de compuestos de flavour, o para acelerar el proceso de maduración (Crow y col., 2001). Los metabolitos producidos por las diferentes AT tienen notas aromáticas distintivas, por lo que el perfil de AT de los fermentos agregados en quesos tendrá un impacto en su aroma final (Yvon, 2006). En el presente trabajo se evaluó la contribución de dos cepas de lactobacilos mesófilos, seleccionadas en base a su actividad aminotransferasa y glutamatodehidrogenasa, a la producción de aminoácidos libres y compuestos volátiles, y al desarrollo de aroma en queso Cremoso.flavour en queso, y se produce principalmente por acción de las bacterias lácticas. En una primera etapa, la enzima aminotransferasa (AT) cataliza la transaminación del aminoácido en su correspondiente cetoácido en presencia de un aceptor de grupo amino, generalmente el α-cetoglutarato, cuya presencia en el queso está relacionada a la actividad de la enzima glutamatodehidrogenasa. Los α-cetoácidos se metabolizan posteriormente para generar diversos compuestos que contribuyen al aroma del queso (Yvon, 2006). El uso de fermentos adjuntos de lactobacilos en quesos está dirigido principalmente al control de la microflora potencialmente perjudicial. Asimismo, aquellos adjuntos que presenten atributos metabólicos interesantes pueden ser utilizados para incrementar la producción de compuestos de flavour, o para acelerar el proceso de maduración (Crow y col., 2001). Los metabolitos producidos por las diferentes AT tienen notas aromáticas distintivas, por lo que el perfil de AT de los fermentos agregados en quesos tendrá un impacto en su aroma final (Yvon, 2006). En el presente trabajo se evaluó la contribución de dos cepas de lactobacilos mesófilos, seleccionadas en base a su actividad aminotransferasa y glutamatodehidrogenasa, a la producción de aminoácidos libres y compuestos volátiles, y al desarrollo de aroma en queso Cremoso. Materiales y Métodos Se seleccionaron ocho cepas de lactobacilos mesófilos aislados de queso Tybo de buena calidad en base a sus propiedades tecnológicas y potencial probiótico, estudiados previamente (Briggiler-Marcó y col., 2007). Las actividades aminotransferasa y glutamatodehidrogenasa fueron determinadas en los extractos libres de células. Para ello, los cultivos en fase de crecimiento logarítmica tardía fueron lisados usando un disruptor celular (MiniBead-Beater 8TM), y posteriormente centrifugados para separar los detritos celulares. La actividad aminotransferasa se analizó acoplando la reacción enzimática de transaminación a un ensayo colorimétrico comercial (Boehringer, Manheim, Alemania) para la determinación del glutamato formado (Jensen y Ardö, 2009). Este mismo kit fue utilizado para la determinación de la actividad glutamatodehidrogenasa (Tanous y col., 2002) Dos de las cepas que demostraron niveles elevados de aminotransferasas, fueron ensayadas como adjuntos en elaboraciones de queso cremoso miniatura (Milesi y col., 2007). Se elaboraron quesos controles con Streptococcus thermophilus como fermento primario, y quesos experimentales a los que fueron agregados, además, fermentos adjuntos de Lb. plantarum 91 o Lb. casei 90. Los quesos se envasaron al vacío y se maduraron a 5ºC por 60 días. Los aminoácidos libres, ácidos orgánicos y acetoína fueron determinados en extractos de queso solubles en agua mediante metodologías de cromatografía líquida. Los compuestos volátiles se analizaron mediante microextracción en fase sólida (SPME) en el espacio libre de cabeza de muestras de queso, seguida de cromatografía gaseosa GC-FID/MS. El aroma de los quesos se valoró al final de la maduración 1Streptococcus thermophilus como fermento primario, y quesos experimentales a los que fueron agregados, además, fermentos adjuntos de Lb. plantarum 91 o Lb. casei 90. Los quesos se envasaron al vacío y se maduraron a 5ºC por 60 días. Los aminoácidos libres, ácidos orgánicos y acetoína fueron determinados en extractos de queso solubles en agua mediante metodologías de cromatografía líquida. Los compuestos volátiles se analizaron mediante microextracción en fase sólida (SPME) en el espacio libre de cabeza de muestras de queso, seguida de cromatografía gaseosa GC-FID/MS. El aroma de los quesos se valoró al final de la maduración 11 mediante un ensayo sensorial triangular de acuerdo a la norma AFNOR, NF V09-013, 1995. Resultados y discusión Las cepas estudiadas fueron tres Lb. plantarum (33, 91 y 87), una Lb. casei (90) y cuatro Lb. rhamnosus (73, 75, 77 y 78). Todas las cepas demostraron actividad glutamatodehidrogenasa y aminotransferasa. La mayor especificidad de las AT fue muy marcada hacia el Asp para todas las cepas, excepto para la 78 que mostró niveles similares hacia Asp, Leu y los aminoácidos aromáticos. Los mayores niveles de AspAT se detectaron para las cepas 90, 91, 73 y 87. En cuanto a las aminotransferasas específicas para los otros aminoácidos (ramificados, aromáticos y Met), se observaron diferencias entre las cepas. Muy bajos valores de estas AT fueron observadas para la 33, 91 y 75, mientras que las otras cepas mostraron niveles más elevados. En particular, la cepa Lb. casei 90 presentó mayor especificidad, luego del Asp, para los aminoácidos ramificados, sobre todo Leu, aunque también mostró niveles importantes para los aminoácidos aromáticos y Met. Las cepas de Lb. plantarum 91 y Lb. casei 90, utilizadas como fermentos adjuntos en quesos cremoso, incrementaron el contenido total de aminoácidos con respecto a los quesos controles. Asimismo el perfil de aminoácidos libres de los quesos fue modificado por la actividad del fermento adjunto, ya que produjeron un aumento significativo de varios aminoácidos, entre ellos el Asp. Los ácidos orgánicos, incluido el cítrico, fueron similares en quesos controles y experimentales, con excepción del láctico que presentó un mayor nivel en los quesos con Lb. plantarum 91 a los 60 días. Por otro lado, los quesos experimentales se caracterizaron por presentar un mayor nivel de diacetilo y acetoína, que pueden derivar del catabolismo del citrato o aspartato. Asimismo, los quesos con Lb. casei 90 mostraron un mayor nivel de 3-metil1-butanol, un compuesto de flavour derivado de la leucina. En los quesos testigos, por otra parte, se encontraron mayores concentraciones de ésteres. Finalmente, mediante ensayo sensorial triangular se demostró que ambas cepas mejoraron los atributos sensoriales del queso cremoso, al intensificar la nota “aroma a manteca”, deseable en esta variedad. El mayor contenido de aspartato en los quesos con cultivos adjuntos que poseen alta actividad AspAT, sumado al aumento en la concentración de diacetilo y acetoína, sugieren un incremento en el catabolismo de este aminoácido, con la producción de los compuestos volátiles derivados.Lb. plantarum (33, 91 y 87), una Lb. casei (90) y cuatro Lb. rhamnosus (73, 75, 77 y 78). Todas las cepas demostraron actividad glutamatodehidrogenasa y aminotransferasa. La mayor especificidad de las AT fue muy marcada hacia el Asp para todas las cepas, excepto para la 78 que mostró niveles similares hacia Asp, Leu y los aminoácidos aromáticos. Los mayores niveles de AspAT se detectaron para las cepas 90, 91, 73 y 87. En cuanto a las aminotransferasas específicas para los otros aminoácidos (ramificados, aromáticos y Met), se observaron diferencias entre las cepas. Muy bajos valores de estas AT fueron observadas para la 33, 91 y 75, mientras que las otras cepas mostraron niveles más elevados. En particular, la cepa Lb. casei 90 presentó mayor especificidad, luego del Asp, para los aminoácidos ramificados, sobre todo Leu, aunque también mostró niveles importantes para los aminoácidos aromáticos y Met. Las cepas de Lb. plantarum 91 y Lb. casei 90, utilizadas como fermentos adjuntos en quesos cremoso, incrementaron el contenido total de aminoácidos con respecto a los quesos controles. Asimismo el perfil de aminoácidos libres de los quesos fue modificado por la actividad del fermento adjunto, ya que produjeron un aumento significativo de varios aminoácidos, entre ellos el Asp. Los ácidos orgánicos, incluido el cítrico, fueron similares en quesos controles y experimentales, con excepción del láctico que presentó un mayor nivel en los quesos con Lb. plantarum 91 a los 60 días. Por otro lado, los quesos experimentales se caracterizaron por presentar un mayor nivel de diacetilo y acetoína, que pueden derivar del catabolismo del citrato o aspartato. Asimismo, los quesos con Lb. casei 90 mostraron un mayor nivel de 3-metil1-butanol, un compuesto de flavour derivado de la leucina. En los quesos testigos, por otra parte, se encontraron mayores concentraciones de ésteres. Finalmente, mediante ensayo sensorial triangular se demostró que ambas cepas mejoraron los atributos sensoriales del queso cremoso, al intensificar la nota “aroma a manteca”, deseable en esta variedad. El mayor contenido de aspartato en los quesos con cultivos adjuntos que poseen alta actividad AspAT, sumado al aumento en la concentración de diacetilo y acetoína, sugieren un incremento en el catabolismo de este aminoácido, con la producción de los compuestos volátiles derivados.Lb. plantarum 91 y Lb. casei 90, utilizadas como fermentos adjuntos en quesos cremoso, incrementaron el contenido total de aminoácidos con respecto a los quesos controles. Asimismo el perfil de aminoácidos libres de los quesos fue modificado por la actividad del fermento adjunto, ya que produjeron un aumento significativo de varios aminoácidos, entre ellos el Asp. Los ácidos orgánicos, incluido el cítrico, fueron similares en quesos controles y experimentales, con excepción del láctico que presentó un mayor nivel en los quesos con Lb. plantarum 91 a los 60 días. Por otro lado, los quesos experimentales se caracterizaron por presentar un mayor nivel de diacetilo y acetoína, que pueden derivar del catabolismo del citrato o aspartato. Asimismo, los quesos con Lb. casei 90 mostraron un mayor nivel de 3-metil1-butanol, un compuesto de flavour derivado de la leucina. En los quesos testigos, por otra parte, se encontraron mayores concentraciones de ésteres. Finalmente, mediante ensayo sensorial triangular se demostró que ambas cepas mejoraron los atributos sensoriales del queso cremoso, al intensificar la nota “aroma a manteca”, deseable en esta variedad. El mayor contenido de aspartato en los quesos con cultivos adjuntos que poseen alta actividad AspAT, sumado al aumento en la concentración de diacetilo y acetoína, sugieren un incremento en el catabolismo de este aminoácido, con la producción de los compuestos volátiles derivados. Conclusiones Se comprobó la utilidad de la selección de cepas para su uso como fermento adjunto para quesería en base a sus actividades enzimáticas clave. Dos cepas de lactobacilos con alta actividad AspAT, expresaron dicha actividad en el queso incrementando el nivel de diacetilo y acetoína, compuestos de flavour que pueden producirse por catabolismo del Asp, cambios que se correlacionaron con una mejora del aroma del queso. Referencias Briggiler-Marcó, Capra, Quiberoni, Vinderola, Reinheimer, Hynes. 2007. J. Dairy Scie. 90: 4532-4542. Crow, Curry, Hayes. 2001. Int. Dairy J. 11:275-283. Jensen, Ardö. 2010. Int. Dairy J. 20 (3):149-155. Milesi, Candioti, Hynes. 2007. LWT 40:1427-1433. Tanous, Kieronczyk, Helinck, Chambellon, Yvon 2002. Antonie van Leeuwenhoek 82:271-278. Yvon. 2006. Aust. J. Dairy Technol. 61:16-24. 2