En la microbiología enológica existe una gran diversidad de microorganismos (bacterias y levaduras) tanto beneficiosos como perjudiciales para los procesos fermentativos relacionados con la elaboración y conservación del vino. Las bacterias lácticas (BAL) de la especie Lactobacillus plantarum se encuentran ampliamente diseminadas, pudiendo colonizar diversos nichos ecológicos y se utilizan en multitud de fermentaciones industriales por la producción de ácido láctico. También son importantes por su capacidad de producción de sustancias antimicrobianas de naturaleza peptídica llamadas bacteriocinas, activas frente a microorganismos de la misma especie o especies con estrecha relación taxonómica.
El primer objetivo que se planteó para la realización de esta tesis fue el análisis del efecto de varios agentes antimicrobianos propios del vino como son el etanol, el metabisulfito y el pH ácido, frente a diversos géneros de bacterias y levaduras enológicas así como el posible uso de la nisina en el vino, ya que actualmente se usa como conservante alimentario.
Como resultado se observó un efecto sinérgico de la nisina y el metabisulfito en la inhibición del crecimiento de las BAL enológicas, lo que indica que la combinación de ambos antimicrobianos puede constituir un nuevo método de conservación del vino que permitiría la utilización de menores concentraciones de metabisulfito que las empleadas actualmente. También se estudiaron algunos mecanismos de resistencia a antimicrobianos en cepas enológicas de BAL.
Otro objetivo fue estudiar la producción de sustancias antimicrobianas por cepas Lactobacillus plantarum y, de manera particular, caracterizar bioquímicamente la actividad antimicrobiana de la cepa enológica Lactobacillus plantarum J23.
La producción de la actividad antimicrobiana de J23 fue inducida por la presencia de ciertas cepas de BAL en el medio de cultivo; la actividad antimicrobiana se caracteriza por su naturaleza peptídica, por permanecer activa en todo el rango de pH estudiado (de 1 a 12), por ser termoestable y resistente al tratamiento con disolventes orgánicos. Además se analizó el efecto del pH, etanol y la concentración de glucosa en el medio sobre el crecimiento de la cepa J23 y en la producción de la actividad bacteriocina; se observó que dichas variables afectan negativamente al crecimiento de la cepa J23 y de la cepa inductora y como consecuencia disminuye la producción de bacteriocina.
Por último se llevó a cabo la caracterización genética del locus pln de L. plantarum J23 y se estudió la expresión de genes incluidos en dicho locus que estaban relacionados con la producción de bacteriocinas. Este estudio reveló que el locus pln J23 contiene 20.266 pb (número de acceso DQ323671) y está formado por 6 operones: plNC8IF?plNC8HK?plnD, plnJLR, plnMNOP, plnEFI, plnGHSTUVWXY y el nuevo operón plnZ-J23 formado por orfZ1, orfZ2 y orfZ3. Multitud de cambios aminoacídicos se localizaron en la secuencia del locus pln J23 cuando se comparó con otras secuencia del locus pln de L. plantarum previamente publicadas. El locus pln de la cepa J23 es un híbrido de los loci pln de las cepas previamente descritas C11 y NC8, presentando diferencias importantes en el módulo de la regulación. El estudio de expresión reveló que genes del operón regulador se expresaban de manera constitutiva tanto en condiciones normales como en condiciones de inducción, y por otro lado genes de los operones relacionados con la producción de bacteriocinas se sobreexpresan en la cepa J23 en presencia de un extracto inductor.
