Garin Murguialday, Nerea
Pagán Tomás, Rafael (dir.) ; Espina Cadena, Laura María (dir.) ; Virto Resano, Raquel (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2025
Resumen: Esta tesis doctoral, desarrollada bajo la modalidad de doctorado industrial, ha abordado de forma integral la selección, caracterización y validación de cultivos protectores y sus sobrenadantes libres de células (SLC) como estrategia clean label para la conservación microbiológica de alimentos mínimamente procesados. En estrecha colaboración con tres empresas alimentarias, se plantearon y resolvieron desafíos concretos vinculados al alargamiento de la vida útil de productos refrigerados, integrando herramientas de microbiología clásica, microbiología molecular y análisis bioinformático en un enfoque científico robusto y orientado a la transferencia tecnológica.
El trabajo experimental se dividió en tres etapas. En la primera, se cribaron más de 500 cepas de la colección del CNTA, aplicando criterios regulatorios (Protocolo de Nagoya, estatus QPS, resistencias a antibióticos y toxigenicidad) y funcionales (actividad antimicrobiana frente a microorganismos patógenos y alterantes relevantes para IV y V gama). Tras una caracterización genotípica y fenotípica rigurosa, se seleccionaron cuatro cepas: Bacillus subtilis CNTA 517, Lactiplantibacillus plantarum CNTA 600, Pediococcus acidilactici CNTA 1059 y Levilactobacillus brevis CNTA 1374. Sus SLC mostraron perfiles antimicrobianos diferenciados: las 3 bacterias ácido-lácticas produjeron altos niveles de ácido láctico (hasta 8,2 g/L), ácido acético (hasta 3,8 g/L) y, en el caso de P. acidilactici, también ácido feniláctico (0,119 g/L), compuesto con actividad antifúngica demostrada. Las cuatro cepas produjeron bacteriocinas de bajo peso molecular (<10 kDa), cuya presencia se confirmó mediante zimografía y espectrometría de masas.
La segunda etapa se centró en la caracterización tecnológica de los SLC, demostrando su actividad antimicrobiana frente a bacterias patógenas y alterantes incluso tras ser sometidos a tratamientos térmicos industriales habituales, incluida la cocción botulínica (120 °C/20 min), lo que amplía su aplicabilidad a productos pasteurizados y esterilizados. Esta estabilidad térmica confiere a los SLC un alto potencial como ingredientes de conservación natural.
En la tercera etapa se validaron los SLC en tres matrices reales proporcionadas por las empresas colaboradoras. En sticks de piña fresca el tratamiento por inmersión con el SLC de P. acidilactici CNTA 1059 (combinado con envasado semipermeable) permitió alargar la vida útil del producto de 8 a 12 días, con buena aceptación sensorial. En los bocadosplant-based tipo “pollo”, el uso del SLC de L. plantarum CNTA 600 en formato líquido permitió extender la vida útil de 30 a 90 días, mostrando actividad frente a una bacteria del grupo Bacillus cereus y Niallia circulans aislados del producto alterado. En cambio, en las condiciones ensayadas, la aplicación del SLC de L. brevis CNTA 1374 en gazpacho
no logró alcanzar el reto de duplicar la vida útil planteado, evidenciando la necesidad deoptimizar su combinación con otras tecnologías de conservación.
Los resultados obtenidos demuestran no solo la eficacia práctica de los cultivos protectores seleccionados, sino también la solidez científica del proceso seguido, así como su aplicabilidad industrial en contextos reales. Esta tesis constituye una aportación relevante al conocimiento en bioconservación alimentaria, mostrando que el uso racional y científicamente fundamentado del SLC permite desarrollar soluciones tecnológicamente viables, sostenibles y alineadas con las demandas actuales del sector alimentario.
Resumen (otro idioma):
El trabajo experimental se dividió en tres etapas. En la primera, se cribaron más de 500 cepas de la colección del CNTA, aplicando criterios regulatorios (Protocolo de Nagoya, estatus QPS, resistencias a antibióticos y toxigenicidad) y funcionales (actividad antimicrobiana frente a microorganismos patógenos y alterantes relevantes para IV y V gama). Tras una caracterización genotípica y fenotípica rigurosa, se seleccionaron cuatro cepas: Bacillus subtilis CNTA 517, Lactiplantibacillus plantarum CNTA 600, Pediococcus acidilactici CNTA 1059 y Levilactobacillus brevis CNTA 1374. Sus SLC mostraron perfiles antimicrobianos diferenciados: las 3 bacterias ácido-lácticas produjeron altos niveles de ácido láctico (hasta 8,2 g/L), ácido acético (hasta 3,8 g/L) y, en el caso de P. acidilactici, también ácido feniláctico (0,119 g/L), compuesto con actividad antifúngica demostrada. Las cuatro cepas produjeron bacteriocinas de bajo peso molecular (<10 kDa), cuya presencia se confirmó mediante zimografía y espectrometría de masas.
La segunda etapa se centró en la caracterización tecnológica de los SLC, demostrando su actividad antimicrobiana frente a bacterias patógenas y alterantes incluso tras ser sometidos a tratamientos térmicos industriales habituales, incluida la cocción botulínica (120 °C/20 min), lo que amplía su aplicabilidad a productos pasteurizados y esterilizados. Esta estabilidad térmica confiere a los SLC un alto potencial como ingredientes de conservación natural.
En la tercera etapa se validaron los SLC en tres matrices reales proporcionadas por las empresas colaboradoras. En sticks de piña fresca el tratamiento por inmersión con el SLC de P. acidilactici CNTA 1059 (combinado con envasado semipermeable) permitió alargar la vida útil del producto de 8 a 12 días, con buena aceptación sensorial. En los bocadosplant-based tipo “pollo”, el uso del SLC de L. plantarum CNTA 600 en formato líquido permitió extender la vida útil de 30 a 90 días, mostrando actividad frente a una bacteria del grupo Bacillus cereus y Niallia circulans aislados del producto alterado. En cambio, en las condiciones ensayadas, la aplicación del SLC de L. brevis CNTA 1374 en gazpacho
no logró alcanzar el reto de duplicar la vida útil planteado, evidenciando la necesidad deoptimizar su combinación con otras tecnologías de conservación.
Los resultados obtenidos demuestran no solo la eficacia práctica de los cultivos protectores seleccionados, sino también la solidez científica del proceso seguido, así como su aplicabilidad industrial en contextos reales. Esta tesis constituye una aportación relevante al conocimiento en bioconservación alimentaria, mostrando que el uso racional y científicamente fundamentado del SLC permite desarrollar soluciones tecnológicamente viables, sostenibles y alineadas con las demandas actuales del sector alimentario.
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: bioconservación ; cultivos protectores ; sobrenadantes libres de células (slc) ; clean label ; vida útil
Titulación: Programa de Doctorado en Calidad, Seguridad y Tecnología de los Alimentos
Plan(es): Plan 486
Área de conocimiento: Ciencias
Nota: Presentado: 14 11 2025
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2025
Aportación del TFG/M a la Sostenibilidad: Poner fin al hambre, conseguir la seguridad alimentaria y una mejor nutrición, y promover la agricultura sostenible. Desarrollar infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible, y fomentar la innovación. Garantizar las pautas de consumo y de producción sostenibles.
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Registro creado el 2026-04-24, última modificación el 2026-04-24
