starters “Starters en las industrias cárnicas” Germán Naharro Carrasco Microbiología e Inmunología Facultad de Veterinaria Universidad de León starters ● Spin-off nacida en la Universidad de León ● S.A. en la que participa como socio la ULE ● Promotores Germán Naharro: Catedrático de Microbiología José Mª Luengo: Catedrático de Bioquímica Pedro Rubio: Catedrático de Enfermedades Infecciosas Agustín Flórez: Gestión económica Especialistas en fermentación industrial starters Empresas “Spin-off” • Empresas que se crean en el seno de otra empresa o entidad ya existente como iniciativa de algún empleado de la misma: Persiguen intereses privados – Ayudan a transferir el conocimiento y la investigación científica al mundo empresarial – Buscan su aplicación directa en los procesos productivos, incluida la comercialización – Mejora la comunicación entre las universidades, el mercado y la sociedad – Creación de empleo y riqueza starters Empresa de biotecnología Biotecnología, Karl Ereky (1919): “Todos los métodos utilizados para convertir materia prima en bienes utilizando en alguna etapa organismos vivos o sus productos” OCDE La biotecnología es la aplicación de los principios científicos y de la ingeniería al procesamiento de materiales por agentes biológicos para proveer bienes y servicios starters Bioquímica Microbiología Ingeniería Biología molecular Inmunología Biotecnología Genética Fermentación Patología Tecnología de los alimentos Fisiología starters ¿La biotecnología es nueva? Productos “biotecnológicos” Pan Queso Embutidos Vino Cerveza Leches ácidas starters ● Áreas de trabajo Cárnica -Starters Industria Alimentaria Láctea Vino -Bacteriocinas -Vacunas de aplicación en Veterinaria -Panadería -Enzimas -Acaricidas -Servicios starters ● Competitividad basada en -Conocimientos y experiencia: I+D+i Productos en el mercado -Flexibilidad y adaptación al cliente PYMES: estudio de sus problemas y adaptación a sus necesidades -Disponibilidad de recursos materiales y humanos Equipo propio + ULE starters ● Empresa de estructura muy ligera, con costes fijos “bajos” -Especialización en microbiología, bioquímica y biología molecular: I+D+i -Especialización en fermentación industrial: producción a gran escala con abaratamiento de costes starters Industrias cárnicas: Objetivos • • • • Seguridad Calidad y personalización del producto Estandarización del producto Reducción o eliminación del uso de aditivos químicos • Reducción de costes starters ●Objetivos de las industrias cárnicas SEGURIDAD (ley + consumidor) -Eliminación de gérmenes patógenos -Reducción de productos o metabolitos tóxicos o indeseables (sabor, color, olor, conservación…) Problemas sanitarios: coste incalculable - Imagen de marca - Pérdida de mercados starters ●Objetivos de las industrias cárnicas -Calidad y personalización del producto -Diferenciación -Mercado propio -Estandarización del producto -Fidelización del consumidor -Variabilidad de materias primas starters ●Objetivos de las industrias cárnicas Reducción o eliminación del uso de aditivos químicos -Percepción negativa del consumidor -Dificultades legales crecientes Reducción de costes -Reducción de partidas defectuosas -Reducción de tiempos de fabricación -Mayor tiempo de conservación starters Starters en la industria cárnica Cultivos de microorganismos seleccionados de categoría GRAS* que pueden ser aplicados a la masa cárnica destinada a embutidos para conseguir un producto final con las propiedades óptimas deseadas * Generally Recognized As Safe ~106- 107 bacterias por gramo de carne Cultivos iniciadores: “Starters” en la industria cárnica • Proceso industrial que utiliza microorganismos para obtener un producto comercial • Formulación y preparación de la materia prima • Fermentación: ácido láctico • Curado/secado: Obtención producto final – Cambios bioquímicos, fisicoquímicos y microbiológicos • La Biotecnología optimiza cada uno de estos pasos starters Cultivos iniciadores “Starters” I + D starters Industria Cárnica Necesidad de su utilización Carne: materia prima fundamental -Gran variabilidad en la calidad -Crecimiento microbiano fácil -Frecuentemente contaminada starters I + D starters Industria Cárnica Necesidad de su utilización Carne: contaminación bacteriana -Muy frecuente: bacterias indeseables -Streptreptococcus, Pseudomonas, enterobacterias… -Posible: ¡¡Bacterias patógenas!! -Listeria monocytogenes -E. coli (O157:H7) -Salmonella enterica -Staphylococcus aureus starters I + D starters Industria Cárnica Necesidad de su utilización Cultivo de masa de carne picada en distintos medios MRS McConkey LB starters ¿Porqué fermentamos los alimentos? -Conservación del alimento -Inhibición de microorganismos patógenos -Inhibición de microorganismos indeseables -Obtención de nuevas y mejores propiedades organolépticas -Color, olor, sabor -Textura -Obtención de productos con mayor valor añadido starters Tipos de fermentación -Natural: Natural crear condiciones para permitir las fermentaciones deseadas y evitar las indeseables -Proceso empírico ¿ ? -Fallos sin causa conocida -Controlada: Controlada agregado deliberado de los microorganismos útiles para asegurar una buena fermentación -Proceso dirigido: velocidad, pH… -Muchos menos fallos -Control sanitario del producto starters Cultivos iniciadores para embutidos 1. Bacterias del ácido láctico (LAB) - Lactobacillus plantarum; L. pentosus - Pediococcus acidilactici; P. pentosaceus - Lactobacillus sakei - Lactobacillus curvatus 2. Cocos Gram + catalasa positivos - Staphylococcus xylosus; S. carnosus - Kocuria varians (Micrococcus) 3. Levaduras y hongos filamentosos - Debaryomyces hansenii, Candida utilis - Penicillium nalgiovense starters 1. Bacterias del ácido láctico -Producción de ácido láctico -Disminución del pH del embutido -Conservación -Textura -Secado -Producción de bacteriocinas -Eliminación de bacterias patógenas -Eliminación de bacterias indeseables starters 2. Cocos Gram + catalasa positivos -Actividad nitrato-reductasa nitrito-reductasa -Reducción de nitratos a nitritos -Color típico de los embutidos crudos -Actividad catalasa: catalasa degradación de peróxidos que alteran el color y enrancian el embutido -Actividades proteolíticas y lipolíticas -Producción de sabor: aroma y gusto -Características organolépticas típicas Transformación de aa ramificados por GCC Leucina S. carnosus Isoleucina Valina S. xylosus 3-metil-butanal 3-metil-1-butanol Benzaldehido 2-metil-butanal Diacetilo Acetofenona 2-metil-propanal 2-butanona Cetonas metil-ramificadas Acetoína Efecto de los starters sobre embutidos Propiedad Color Modo de acción Reducción de nitratos Descenso de pH Aroma BAL +++ +++ Consumo de oxígeno ++ Degradación de peróxidos ++ Producción ácido +++ Proteolisis + Lipolisis ++ Retraso enranciamiento ++ Consistencia Descenso pH +++ Conservación Descenso pH +++ Reducción nitrato Residuos GC+ ++ Eliminación microorganismos ++ Degradación nitritos + ++ 3. Hongos • Penicillium spp. – Oxidación de lactato – Proteolisis y degradación de aa ramificados – Lipolisis y lipooxidación – Estabilización del color y consumo de oxígeno • Debaryomyces spp., Candida utilis – Sabor – Proteolisis – Generación de compuestos volátiles • Degradación de aa ramificados – A veces gran cantidad de ácidos que enmascaran aromas starters Starters existentes en el mercado -Desarrollados y fabricados por empresas extranjeras -No adaptados a los productos típicos españoles -No adaptados a las condiciones de fabricación españolas -Variación muy escasa -Productos poco diferenciados starters Desarrollo de cultivos iniciadores en BioGes 1.- Aislamiento, identificación y caracterización de los microorganismos -Técnicas clásicas -Técnicas de biología molecular starters Técnicas microbiológicas clásicas SR-1 Lactob. curvatus SR-2 Lactob. plantarum SR-4 Lactob. curvatus SR-5 Debaryomyces hansenii SR-3 Candida lipophila SR-6 Lactob. sakei starters Técnicas de Biología Molecular CARNE L. sakei Diferenciación de cepas mediante PCR y RFLP starters C X X C X C X CARNE Staphilococcus xilosus y Staph. carnosus Diferenciación de cepas mediante PCR y RFLP starters 2.- Estudio del comportamiento conjunto Kocuria + Pediococcus 3.- Pruebas en fábrica de la mezcla de cepas y la cantidad más adecuada a cada producto starters Bacteriocinas: actividad frente a L. monocytogenes Sobrenadante CMP-5 1/8 1/4 1/2 E. coli (O157:H7) Sobrenadante CMP-5 1 1/8 1/4 1/2 1 24h 36h 36h 48h 48h Control Control starters Bacteriocinas: actividad frente a Salmonella enterica Sobrenadante CMP-5 Sobrenadante CMP-5 1/8 1/4 1/2 Staphilococcus aureus 1/8 1 36h 48h Controles 1/4 1/2 1 starters ¿Qué le podemos ofrecer a Vd.? -Productos: Normas ISO -Calidad contrastada GMP ARYCPC -Personalizados -Relación coste/beneficio -Servicios de I+D+i a medida: -Personal -Medios materiales Liofilizado CSL cultivo iniciador • Cultivo láctico mesófilo homofermentativo, concentrado y liofilizado • Lactobacillus sp1 • Lactobacillus sp2 • Lactobacillus sp3 • Específico para utilización en productos cárnicos curados y semicurados (chorizo y salchichón industrial) – – – – Acidificación y secado rápidos y seguros Merma baja Recambio rápido del embutido Optimización de la producción Liofilizado LKP-3 cultivo iniciador • Pediococcus pentosaceus • Micrococcus sp. (Kokuria) – – – – Chorizo Salami Embutidos “Tipo Pamplona” Salchichón • Acidez dependiendo proporciones – – – – – Nitrato-nitrito reductasa Color estable Catalasa: no enranciamiento Vida comercial larga Buen bouquet Liofilizado SPDL-7 cultivo iniciador • Staphylococcus carnosus • Pediococcus acidilactici – Salchichón – Embutidos “Tipo Pamplona” – Fuet • Acidez dependiendo proporciones – – – – – Nitrato-nitrito reductasa Color estable Catalasa: no enranciamiento Vida comercial larga Buen bouquet starters Nuevos desarrollos -Bacteriocinas (cepas propias) -Enzimas -Probióticos Productos “enriquecidos” -Prebióticos -Cultivos/productos bioprotectores -Carne fresca -Productos cárnicos (loncheados) starters Gracias por su atención