Hongos y bacterias son ampliamente utilizados en biotecnología pero al mismo tiempo, actúan como patógenos, llegando a ser letales y causando importantes pérdidas anuales en cultivos destinados a consumo humano. También producen toxinas que pasan a la cadena alimentaria, o compuestos que pueden mejorar/perjudicar las propiedades de los alimentos. La aplicabilidad y patogenicidad de hongos y bacterias están directamente relacionadas con sus ciclos de vida, las condiciones ambientales, o la presencia de otros organismos competidores.
Este proyecto busca la sinergia entre las áreas de conocimiento de los participantes (caracterización de bacterias ácido lácticas (BAL), y exopolisacáridos (EPS); biología molecular de hongos filamentosos; métodos analíticos/estructurales de caracterización de compuestos químicos y análisis de alimentos) con el objetivo de identificar compuestos microbianos con actividad biológica y caracterizar los mecanismos utilizados por hongos y bacterias para regular en cada etapa del ciclo de vida su síntesis y secreción.
Se realizarán tres aproximaciones experimentales. Se evaluará el potencial biotecnológico de cepas BAL propias aisladas principalmente a partir de sidras locales (ver parte final de esta sección). El objetivo será aislar aquellas cepas que produzcan compuestos de interés aplicado como EPS, riboflavina o el ácido linoleico conjugado, de cara a su posible uso en el desarrollo de nuevos alimentos funcionales. Se ha descrito que cepas BAL específicas inhiben el crecimiento de determinadas especies de hongos, por lo que también se aislarán las de mayor actividad sobre el sistema fúngico de referencia Aspergillus nidulans.
Éste es uno de los modelos más utilizados en el estudio del desarrollo de hongos, o la producción de micotoxinas. Así, en segundo lugar, se determinarán los mecanismos genético-moleculares que inducen la esporulación asexual, principal mecanismo de propagación, y la producción de micotoxinas. En esta segunda tarea se generarán y optimizarán cepas recombinantes y procedimientos de análisis masivo que permitirán determinar, en la tercera parte del proyecto, los compuestos secretados por las cepas BAL responsables de la actividad antifúngica/fungistática, así como sus mecanismos de acción sobre el hongo. Se determinará también qué estrategias de respuesta se inducen en el hongo, priorizando la síntesis de metabolitos fúngicos.
La estrategia planteada permitirá un avance significativo en áreas de investigación básica como el control del desarrollo microbiano, pero también establecerán una plataforma para identificar compuestos bioactivos que puedan dar lugar a nuevos alimentos funcionales o nuevas formulaciones con actividad antimicrobiana reforzada.
En paralelo, como fuente adicional de cepas BAL de interés orientado, se elaborarán con mostos monovarietales sidras con manzanas autóctonas seleccionadas por sus ventajas agronómicas y químicas. Se determinará así la contribución de cada variedad a las características finales de la sidra. Se realizarán también mezclas controladas de variedades, para determinar las más interesantes para el consumidor. El análisis de los zumos y sidras se realizará controlando los mostos a lo largo de su fermentación, y determinando los niveles de etanol, ácidos málico, láctico y acético, y 10 polifenoles importantes.
Finalmente, se realizará una cata por parte del Panel de Cata Acreditado del Laboratorio Agroambiental de Fraisoro (Zizurkil, Gipuzkoa), para valorar su calidad organoléptica. El estudio se repetirá a lo largo de las campañas correspondientes al proyecto, con otros mostos monovarietales y mezclas controladas.
Este estudio permitirá conocer mejor qué sidra produce cada variedad de manzana, cuáles son las mezclas a realizar según la sidra que se quiera elaborar, y por tanto qué variedades de manzana habrá que plantar. Las cepas BAL aisladas serán de disponibilidad exclusiva para la consecución del resto de objetivos del proyecto.
Physical Sciences
How to arrive
- Estudio de exopolisacáridos microbianos, aplicaciones y caracterización funcional de las bacterias productoras
- Desarrollo de métodos analíticos para la determinación de compuestos orgánicos en alimentos y otras matrices
- Respuesta celular a estrés biótico. Mecanismos de comunicación cruzada entre hongos filamentosos y bacterias ácido lácticas, e identificación de compuestos activos
- Respuesta celular a estrés abiótico: Control genético de la producción de esporas asexuales en hongos filamentosos como nexo entre la propagación de micosis y la producción de micotoxinas