ES2558828T3 - Inactivación de bacteriófagos en un líquido - Google Patents

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Abstract

Método para la inactivación de bacteriófagos en un líquido, que comprende la sonicación (tratamiento por ultrasonidos) del líquido, donde el líquido es seleccionado del grupo consistente en: producto lácteo, leche, solución de leche, suero de leche, mosto y zumo.

Description

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Inactivacion de bacteriofagos en un liquido.
Campo de invencion
[0001] La presente invencion se refiere a la inactivacion de bacteriofagos en un liquido, tal como un producto lacteo, leche, solucion de leche, suero de leche, mosto, y zumo.
Campo de la invencion
[0002] Bacteriofagos, tambien llamados fagos, son virus que atacan a las bacterias.
Fagos huespedes altamente especificos, lo que significa que cualquier fago dado atacara a unas especies particulares o un grupo de especies bacterianas.
Las infecciones de fago pueden ser muy destructivas en bioprocesos para la productividad de la empresa.
[0003] Un buen numero de productos alimenticios, articulos de consumo quimicos y productos de biotecnologia se fabrican industrialmente por fermentacion bacteriana a gran escala de varios sustratos organicos.
Al cultivar cada dia cantidades enormes de bacterias en tanques de fermentacion grandes, el riesgo que contaminacion bacteriofaga hace que las fermentaciones se paren rapidamente y causan contratiempos economicos, lo que es una amenaza seria en estas industrias.
[0004] Los fagos que infectan bacterias acido lacticas (Bal o LAB en ingles) tiene una importancia economica considerable al ser la causa principal de fallo de fermentacion en la industria lechera.
El ataque de fagos es especialmente culpable de grandes perdidas en la fabricacion de queso.
EL queso esta hecho de leche con la ayuda de cultivos iniciadores que contienen bacterias acido lacticas.
El uso de tales cultivos iniciadores se acompana del fallo ocasional del cultivo iniciador en la acidificacion de la leche en el tanque para queso.
[0005] Avances tecnologicos significativos en la industria han fallado en aliviar este problema e la consecuente investigacion biologica se dirige a comprender las interacciones fago-huesped asi como la biologia de fago esta orientada a encontrar soluciones eficaces al problema de infeccion de fago.
[0006] En GB 671 922 A se describe que los microorganismos, en particular bacterias y virus, pueden ser destruidos por productos de tratamiento con energia oscilatoria.
No obstante, no hay evidencia experimental en GB 671 922 A que podria sostener esta alegacion y no hay indicacion clara de que microorganismos se deben inactivar por la energia oscilatoria.
DE 39 03 648 A1 divulga un metodo para la inactivacion de virus, tal como el fago MAL 315 en un caldo nutritivo acuoso por tratamiento de la solucion con sonido ultrasonico.
No obstante, en DE 39 03 648 A1 no se revela especfficamente la inactivacion por sonicacion de fagos en un producto lacteo, leche, solucion de leche, suero de leche, mosto o zumo.
[0007] Los metodos modernos para problemas de control de fago en la fabricacion del queso incluyen:
- uso de iniciadores que contienen cepas de fago no relacionadas o fagoinsensibles.
- sistemas de propagacion aseptica
- uso de medios inhibitorios de fago
- rotaciones de cultivo
- limpieza/cloracion de tanques entre recambios
[0008] No obstante, estos metodos no son suficientes para solucionar el problema del fago.
[0009] Atamer et al. (2010, Intern Dairy J, 20(3): 163-168) pertenece a un metodo de inactivacion de bacteriofagos por inactivacion en suero de leche y contempla el sometimiento del suero de leche a un tratamiento termico para inactivar fagos comunes.
Se indica que los metodos de inactivacion alternativa deberfan usarse por ejemplo para fagos termoresistentes.
Un tratamiento UV esta descrito como el metodo alternativo preferido para deshabilitar tales fagos en el suero de leche.
No se menciona un tratamiento de ultrasonido de suero de leche en esta publicacion.
Resumen de la invencion
[0010] Hay una necesidad de metodos alternativos para combatir fagos en la industria lechera.
El presente inventor ha descubierto sorprendentemente que los ultrasonidos pueden inactivar fagos en la leche y suero de leche sin cambiar el sabor y calidad funcional del liquido de forma considerable, y por lo tanto es comercialmente interesante usar ultrasonidos para combatir fagos que infectan bacterias acido lacticas.
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[0011] Basandose en este hallazgo sorprendente, la presente invencion se refiere a un metodo que es util para la inactivacion de bacteriofagos en un lfquido que comprende la sonicacion (tratamiento por ultrasonidos) del lfquido, donde el lfquido es seleccionado del grupo consistente en: producto lacteo, leche, solucion de leche, suero de leche, mosto y zumo.
Tambien, la invencion se refiere al uso de un sonicador para la inactivacion de bacteriofagos en un producto lacteo (tal como queso, requeson, leche fermentada, leche, suero de leche, permeato de suero de leche o nata), y a un producto lacteo obtenido por el metodo de la invencion.
[0012] Ademas, la presente invencion se refiere al equipo utilizable en el metodo, es decir, el equipo para la inactivacion de bacteriofagos en un lfquido, donde dicho equipo es una lfnea de tratamiento de productos lacteos que comprende un sonicador o una unidad sonicadora y un tanque para queso.
Divulgacion detallada
[0013] En un primer aspecto, la presente invencion se refiere a un metodo para el tratamiento de un lfquido, que produce la inactivacion de bacteriofagos presente en el lfquido, dicho metodo comprende la sonicacion (tratamiento de ultrasonido) del lfquido, donde el lfquido es seleccionado del grupo consistente en: producto lacteo, leche, solucion de leche, suero de leche, mosto y zumo.
Una forma de realizacion preferida del primer aspecto es un metodo para la inactivacion de bacteriofagos en un lfquido, que comprende la sonicacion del lfquido.
[0014] En el primer aspecto, se prefiere que la mayorfa de los fagos quede inactivada.
Preferiblemente, al menos el 70%, al menos el 75%, al menos el 80%, al menos el 85%, o al menos el 90% de los fagos en el lfquido son inactivados.
En un aspecto particularmente preferido, al menos el 95%, al menos el 96%, al menos el 97%,al menos el 98%, al menos el 99%, al menos el 99.9%, o al menos el 99.99% de los fagos que estan presentes en el lfquido son inactivados.
La inactivacion de fagos puede ser determinada, por ejemplo, por el metodo de prueba focalizada descrito en ejemplo 1.
[0015] El lfquido a ser tratado por el metodo de la invencion es seleccionado del grupo consistente en: producto lacteo, leche, solucion de leche, suero de leche, mosto y zumo.
Especialmente interesante es un lfquido seleccionado del grupo consistente en leche, solucion de leche y suero de leche.
[0016] La sonicacion se puede llevar a cabo por tratamiento del lfquido con ultrasonidos a una frecuencia en el rango de 10000 a 50000 Hz, tal como en el rango de 13000 a 34000, de 15000 a 25000 Hz o en el rango de 18000 a 22000 Hz.
[0017] Actualmente se prefiere que la sonicacion se realice por tratamiento del lfquido con ultrasonidos durante mas de 0,1 minutos, tal como mas de 1,0, mas de 1,2, mas de 1,5, mas de 2,0 o mas de 2,5 minutos, y actualmente se prefiere que la sonicacion se realice por tratamiento del lfquido con ultrasonidos durante menos de 30 minutos, tal como menos de 15, menos de 10, menos de 9, menos de 8, o menos de 7 minutos.
[0018] Formas de realizacion interesantes del metodo de la invencion son formas de realizacion donde la sonicacion se realiza por tratamiento del lfquido con ultrasonidos durante 0,1 a 30 minutos, tal como durante 1,0 a 15, 1,2 a 9, 2,0 a 8, 2,5 a 7, o 3 a 6 minutos.
[0019] La sonicacion se puede llevar a cabo por tratamiento del lfquido con ultrasonidos a un efecto mayor de 300 vatios por litro de lfquido, como mayor de 500, 900, 1100, 1300,1500 o mayor de 1600 vatios por litro de lfquido, pero actualmente se prefiere que la sonicacion se realice por tratamiento del lfquido con ultrasonidos a un efecto menor de 6000 vatios por litro de lfquido, como menor de 5000, 4000, 3000, 2500, 2000,1900 o menor de 1800 vatios por litro de lfquido.
[0020] En una forma de realizacion interesante, la sonicacion se realiza por tratamiento del lfquido con ultrasonidos a un efecto de 100 a 20000 vatios por litro de lfquido, tal como 200 a 15000, 300 a 10000, 400 a 5000, o 600 a 2250 vatios por litro de lfquido, o la sonicacion se realiza por tratamiento del lfquido con ultrasonidos a un efecto de 300 a 5000 vatios por litro de lfquido, tal como 600 a 4000, 900 a 3000, 1100 a 2500, o 1300 a 2000 vatios por litro de lfquido.
[0021] En una forma de realizacion aun interesante del metodo de la invencion, la sonicacion se realiza por tratamiento del lfquido con ultrasonidos a un efecto de 1000 a 2000 vatios por litro de lfquido durante 1 a 10 minutos, tal como durante 3 a 7 minutos.
[0022] Cuando el lfquido a tratar es de consumo humano, como la leche, la temperatura de trabajo del proceso es preferiblemente mantenida a un nivel donde las propiedades organolepticas del lfquido no se reducen.
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Asf, el liquido se puede mantener esencialmente a temperaturas entre 0 y 90 grados C, tal como entre 0 y 50 grados C, entre 30 y 80 grados C y entre 60 y 90 grados C.
Actualmente se prefiere que la temperatura del liquido se pueda aumentar durante el tratamiento con ultrasonidos, pero la temperatura del liquido tambien se puede mantener constante, o sustancialmente constante, durante el tratamiento con ultrasonidos, por ejemplo por enfriamiento del contenedor o tubo donde el liquido se somete a un bano de ultrasonidos.
[0023] En una forma de realizacion interesante, la sonicacion se combina con el tratamiento termico del liquido, por ejemplo mediante la realizacion la sonicacion inmediatamente antes, durante o inmediatamente despues de un tratamiento termico (como la pasteurizacion).
Esto puede hacerse mediante la realizacion de la sonicacion junto con pasteurizacion en un equipo combinado (el equipo de sonicacion (la unidad sonicadora o el sonicador) se integra con un pasteurizador).
Preferiblemente, la pasteurizacion se realiza a una temperatura de entre 60 y 90 grados C, es decir a 75 grados C.
[0024] En formas de realizacion del metodo de la invencion la sonicacion se puede realizar como una operacion por lotes, o como una operacion continua, y/o la sonicacion puede llevarse a cabo en una unidad sonicadora unica (una celula de flujo con un sonicador), o en una coleccion de unidades de sonicacion, conectadas en serie.
[0025] En una forma de realizacion interesante, la sonicacion se realiza en una celula de flujo que tiene un volumen de 0,1 a 10 litros.
Cuando se usa una celula de flujo, la sonicacion se puede realizar con una velocidad de flujo de 1 a 50000 litros por hora.
La velocidad de flujo se puede aumentar si dos, tres, cuatro o mas unidades de sonicacion se conectan en serie (matriz).
[0026] En otra forma de realizacion de la presente invencion, la unidad sonicadora o matriz se incorpora en una lfnea de tratamiento, tal como una lfnea de tratamiento de productos lacteos.
Una lfnea de tratamiento de productos lacteos es por ejemplo el equipo usado en una lecherfa para procesar la leche en queso, requeson, y/o suero de leche.
Una lfnea de tratamiento de productos lacteos se describe por ejemplo en la patente US 6548089 o en "Dairy Processing Handbook" de Tetra Pak.
[0027] Asf, el metodo de la invencion se puede realizar en la industria alimentaria, por ejemplo en lecherfa o una bodega.
En una forma de realizacion interesante, la sonicacion se realiza en una lfnea de tratamiento de productos lacteos, por ejemplo antes de o durante un paso de pasteurizacion, en el tanque para queso (antes de, durante y/o despues de eliminar la cuajada), y/o despues de la salida donde el suero de leche es drenado.
[0028] En otras formas de realizacion, la sonicacion se realiza en la entrada de la leche o suero de leche en la lecherfa, y/o la sonicacion se realiza tubos internos y accesorios implicados en el drenaje del suero de leche del tanque para queso, dicha sonicacion se realiza durante o despues de drenaje del suero de leche, y/o la sonicacion se realiza en el suero de leche, por ejemplo despues de que el suero de leche ha sido quitado del tanque para queso, y/o la sonicacion se realiza en el tanque para queso, despues de eliminar la cuajada, y/o la sonicacion se realiza en el tanque para queso, despues de eliminar la cuajada y el suero de leche, es decir como un paso de limpieza.
[0029] El bacteriofago puede ser un fago de bacteria acido lactica, por ejemplo un fago que lisa una cepa bacteriana de un genero seleccionado del grupo consistente en: Lactococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Pseudoleuconostoc, Pediococcus, Brevibacterium, Enterococcus, Bifidobacterium y Propionibacterium, y/o un fago que lisa una cepa bacteriana de especies seleccionadas del grupo consistente en: Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Leuconostoc mesenteroides, y Bifidobacterium animalis.
[0030] En una forma de realizacion actualmente preferida del metodo de la invencion, la sonicacion se realiza a un flujo (L/hora) calculado en la gama de 0,005 * sonicador de potencia (W) / Log10 (fagos/ml) a 0,20 * sonicador de potencia (W) / Log10 (fagos/ml) (como en el rango de 0,010 * sonicador de potencia (W) / Log10 (fagos/ml) a 0,10 * sonicador de potencia (W) / Log10 (fagos/ml), o en el rango de 0,020 * sonicador de potencia (W) / Log10 (fagos/ml) a 0,080 * sonicador de potencia (W) / Log10 (fagos/ml)), donde el Log10 (fagos/ml) es la concentracion de los fagos en el liquido.
[0031] En una forma de realizacion interesante del metodo de la presente invencion, la sonicacion se realiza a un efecto (potencia en vatios) calculada en la gama de 5 * flujo (L/hora) * Log10 (fagos/ml) a 200 * flujo (L/hora) * Log10 (fagos/ml), (tal como en el rango de 10 * flujo (L/hora) * Log10 (fagos/ml) a 100 * flujo (L/hora) * Log10 (fagos/ml) o en el rango de 15 * flujo (L/hora) * Log10 (fagos/ml) a 60 * flujo (L/hora) * Log10 (fagos/ml)), donde el flujo (L/hora) es el flujo deseado a traves de la celula de flujo y el Log10 (fagos/ml) es la concentracion de los fagos en el liquido.
[0032] Estos rangos se basan en el calculo del tiempo de retencion de liquido en un flujo continuo sonicador
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(sistema de celula de flujo, unidad sonicadora):
Nuestros experimentos han mostrado que aplicar un efecto de aprox. 1750 W (entrada al sonicador) en un litro de fago que contiene lfquido durante un minuto inactivara el 90% de los fagos.
La inactivacion es aprox. logarftmica, es decir solo un Logi0 sobrevivira por minuto de sonicacion.
[0033] Conforme a este hallazgo, se asume que el flujo optimo a traves de la celula de flujo para la reduccion de la cuenta de fago puede ser descubierto usando el siguiente modelo:
Flujo L/hora = 0,034 * sonicador de potencia (W) * Logi0 (fagos/ml)
[0034] Por supuesto el efecto de la unidad sonicadora y/o la velocidad de flujo a traves de la celula de flujo puede variar dependiendo del numero de fagos en el lfquido, o variar dependiendo del numero de fagos deseados en el lfquido despues de la sonicacion.
[0035] Tfpicamente, la graduacion de fagos en la leche es de 1000/ml a 10000/ml, que en caso de que la unidad sonicadora use 20 kW, da un flujo optimo de alrededor de 200 L/hora (en la gama de 170 L/hora a 227 L/hora).
La graduacion de fagos en el suero de leche es tfpicamente de 10000/ml a 100000/ml, que da un flujo optimo de alrededor de 150 L/hora (en la gama de 136 a 170 L/hora).
En los calculos anteriores, el lfquido sometido a un bano de ultrasonidos contendra teoricamente 1 fago por mL, que es aceptable para mas aplicaciones, pero es claro para el experto en la materia que otras velocidades de flujo se pueden calcular dependiendo de la graduacion de fago aceptable en el lfquido sometido a un bano de ultrasonidos.
[0036] De forma similar, la entrada de potencia optima se puede calcular de la siguiente manera:
Potencia (W) = 30 * flujo (L/hora) * Log10 (fagos/ml)
[0037] En un segundo aspecto, la presente invencion se refiere a un aparato (o equipo) para la inactivacion de bacteriofagos en un lfquido, donde dicho aparato es una lfnea de tratamiento de productos lacteos que comprende un sonicador o una unidad sonicadora y un tanque para queso (por ejemplo un contenedor de 100 a 20000 litros, y con una entrada y una salida, y opcionalmente una abertura para eliminacion de cuajada (leche coagulada).
[0038] En una forma de realizacion interesante del equipo de la invencion, un sonicador se puede conectar al tanque para queso por tubos o tuberfas (tales como tubos/tuberfas hechos de acero, metal, plastico, caucho, o vidrio) y/o un sonicador puede colocado antes y/o despues del tanque para queso, y/o se integra en el tanque para queso, y/o un sonicador se puede conectar a la entrada y/o un sonicador se conecta a la salida.
[0039] Otras piezas de equipo lechero, tal como un pasteurizador u homogeneizadores, se pueden conectar a la lfnea de tratamiento de productos lacteos.
Asf, en una forma de realizacion, el equipo comprende un sonicador y un pasteurizador, ambos conectados a la entrada; el pasteurizador colocado antes y/o despues del sonicador.
[0040] En otras formas de realizacion, el equipo comprende un sonicador y un pasteurizador conectados a la entrada, donde el sonicador se integra con el pasteurizador; y/o el equipo comprende una unidad sonicadora y un pasteurizador, ambos conectados a la salida; el pasteurizador colocado antes o despues de la unidad sonicadora; y/o el equipo comprende una unidad sonicadora y un pasteurizador conectado a la salida, donde el sonicador se integra con el pasteurizador; y/o el equipo comprende un sonicador que se integra en el tanque para queso.
Por ejemplo, 1, 2, 3,4 y hasta 20 unidades sonicadoras pueden construirse en las paredes (incluso en la parte superior o inferior) del tanque para queso.
[0041] Una unidad sonicadora se puede conectar a la entrada del tanque para queso, y/o una unidad sonicadora se puede conectar a la salida del tanque para queso.
[0042] Otras piezas de equipo, tal como uno o varios de los siguientes: un tanque de almacenamiento, un evaporador, un tanque de mezcla, una desnatadora, un tanque para preparar cultivos iniciadores y/o un tanque de proceso se pueden conectar a la lfnea de tratamiento de productos lacteos.
[0043] En una forma de realizacion actualmente preferida del equipo de la invencion la salida del sonicador se conecta a un tanque de almacenamiento, por ejemplo a un tanque de almacenamiento cuya salida se conecta al tanque para queso, bien directa o indirectamente mediante por ejemplo un pasteurizador.
[0044] Se debe entender que la invencion tambien comprende un equipo como se ha descrito anteriormente, donde el tanque para queso y/o la lfnea de tratamiento de productos lacteos contiene un lfquido, tal como leche, una solucion de leche, zumo, leche de soja o suero de leche.
[0045] En un tercer aspecto, la invencion se refiere al uso de un sonicador para la inactivacion de bacteriofagos en un producto lacteo, tal como queso, requeson, leche fermentada, leche, suero de leche, permeato de suero de leche
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[0046] Tambien se describe un producto lacteo, tal como queso, requeson, leche fermentada, leche, suero de leche, permeato de suero de leche o nata, obtenido por un metodo de la invencion.
[0047] Tambien se describe una bacteria seleccionada del grupo consistente en: Lactococcus cepa lactis CHCC2281 (DSM 12087), cepa de Streptococcus thermophilus CHCC9204 (DSM 19243), y mutantes/variantes de estas cepas.
[0048] Tambien se describe un bacteriofago seleccionado del grupo consistente en el bacteriofago Lactococcus lactis CHPC1184 (DSM 24632), el fago de Streptococcus thermophilus CHPC1057 (DSM 23962), y mutantes/variantes de estos fagos.
[0049] En otro aspecto, la presente invencion se refiere a un metodo para el tratamiento de leche, que comprende la sonicacion (tratamiento por ultrasonidos) de la leche, donde la leche esta sujeta a ultrasonidos dando como resultado una cantidad de energfa aplicada a la leche en el rango de 25 a 400 vatios * hora por litro de leche.
[0050] Una forma de realizacion interesante de este aspecto es un metodo para el tratamiento de leche, que comprende la sonicacion (tratamiento por ultrasonidos) de la leche, donde la leche esta sujeta a ultrasonidos dando como resultado una cantidad de energfa aplicada a la leche en el rango de 50 a 300 vatios * hora por litro de leche. Otros rangos interesantes son: 50 a 300, 75 a 200, 25 a 150, 75 a 150, 100 a 200, y 100 a 150 (vatios * hora por litro de leche).
[0051] En otro aspecto, la presente invencion se refiere a un metodo para el tratamiento de leche, que comprende la sonicacion de la leche en una celula de flujo (operacion continua), donde la sonicacion se realiza a un flujo (L/hora) calculada en la gama de 0,005 * sonicador de potencia (W) / Log10 (fagos/ml) a 0,20 sonicador de potencia (W) / Log10 (fagos/ml) (como en el rango de 0,010 * sonicador de potencia (W) / Log10 (fagos/ml) a 0,10 * sonicador de potencia (W) / Log10 (fagos/ml), o en el rango de 0,020 * sonicador de potencia (W) / Log10 (fagos/ml) a 0,080 * sonicador de potencia (W) / Log10 (fagos/ml)), donde Log10 (fagos/ml) es la concentracion de los fagos en el lfquido.
[0052] Todavfa en un aspecto, la presente invencion se refiere a un metodo para el tratamiento de leche, que comprende la sonicacion de la leche en una celula de flujo (operacion continua), donde la sonicacion se realiza a un efecto (potencia en vatios) calculada en la gama de 5 * flujo (L/hora) * Log10 (fagos/ml) a 200 * flujo (L/hora) * Log10 (fagos/ml), (como en el rango de 10 * flujo (L/hora) * Log10 (fagos/ml) a 100 * flujo (L/hora) * Log10 (fagos/ml) o en el rango de 15 * flujo (L/hora) * Log10 (fagos/ml) a 60 * flujo (L/hora) * Log10
[0053] (Fagos/ml)), donde el flujo (L/hora) es el flujo deseado a traves de la celula de flujo y el Log10 (fagos/ml) es la concentracion de los fagos en el lfquido.
Formas de realizacion especfficas
[0054] Formas de realizacion particularmente preferidas de la presente invencion incluyen:
• Un metodo para inactivar bacteriofagos en un producto lacteo que comprende la sonicacion de dicho producto lacteo, donde la sonicacion se realiza mediante el tratamiento del producto lacteo con ultrasonidos a un efecto de 1000 a 2000 vatio litro de lfquido durante 1 a 10 minutos, preferiblemente menor de 7 minutos, y de forma mas preferible menor de 5 minutos.
• Un metodo para inactivar bacteriofagos en la leche o suero de leche que comprende la sonicacion de dicha leche o suero de leche, donde la sonicacion se realiza mediante el tratamiento de la leche o suero de leche con ultrasonidos a un efecto de 1000 a 2000 vatios por litro de lfquido durante 1 a 10 minutos, preferiblemente menor de 7 minutos, y de forma mas preferible menor de 5 minutos.
• Un metodo para inactivar bacteriofagos en un producto lacteo que comprende la sonicacion de dicho producto lacteo, donde la sonicacion se realiza mediante el tratamiento del producto lacteo con ultrasonidos durante 1 a 10 minutos en el rango de frecuencia de 15000 a 25000 Hz, preferiblemente de 18000 a 22000 Hz.
• Un metodo para inactivar bacteriofagos en la leche o suero de leche que comprende la sonicacion de dicha leche o suero de leche, donde la sonicacion se realiza por tratamiento de la leche o suero de leche con ultrasonidos durante 1 a 10 minutos en el rango de frecuencia de 15000 a 25000 Hz, preferiblemente de 18000 a 22000 Hz.
• Un metodo para inactivar bacteriofagos en un producto lacteo que comprende la sonicacion de dicho producto lacteo, donde la sonicacion se realiza en una celula de flujo con un volumen de 0.1 a 10 litros con una velocidad de flujo de entre 1 a 50000 litros por hora, de forma mas preferible de 100 a 10000 litros por hora, e incluso de forma mas preferible de 1000 a 5000 litros por hora.
• Un metodo para inactivar bacteriofagos en la leche o suero de leche que comprende la sonicacion de dicha leche o suero de leche, donde la sonicacion se realiza en una celula de flujo con un volumen de 0.1 a 10 litros con una velocidad de flujo de entre 1 a 50000 litros por hora, de forma mas preferible de 100 a 10000 litros por hora, e incluso de forma mas preferible de 1000 a 5000 litros por hora.
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• Un metodo para inactivar bacteriofagos en un producto lacteo que comprende la sonicacion de dicho producto lacteo, donde la sonicacion se realiza mediante el tratamiento del producto lacteo con ultrasonidos a un efecto de 1000 a 2000 vatio por litro de lfquido, y donde dicha sonicacion se realiza antes de o simultaneamente al tratamiento termico.
• Un metodo para inactivar bacteriofagos en la leche o suero de leche que comprende la sonicacion de dicha leche o suero de leche, donde la sonicacion se realiza mediante el tratamiento de la leche o suero de leche con ultrasonidos a un efecto de 1000 a 2000 vatio por litro de lfquido, y donde dicha sonicacion se realiza antes de o simultaneamente al tratamiento termico.
Definiciones
[0055] En el presente contexto, el termino "sonicacion", o tratamiento de ultrasonidos, se refiere a adicion de energfa de sonido a una longitud de onda por encima de 10000 Hz a un lfquido o muestra viscosa.
El equipo que emite la energfa de sonido es un "sonicador".
El sonicador (o unidad sonicadora si el sonicador se fija a una celula de flujo) mantiene el contacto con el lfquido a tratar.
En el presente contexto, la potencia (calculada en W) y el “sonicador de potencia” (W)" es la potencia aplicada al lfquido (y no la potencia aplicada al sonicador, que puede ser mas alta debido a perdida en el sonicador).
En el presente contexto un sonicador puede ser una unidad unica (cf. figura 7), o una coleccion de unidades sonicadoras (cf. figura 8).
Los sonicadores son pueden obtenerse comercialmente, por ejemplo en Hielscher Ultrasonics GmbH, Warthestr. 21,14513 Teltow, Alemania.
[0056] En el presente contexto, el termino "lfquido" se refiere en cualquier lfquido o muestra viscosa como por ejemplo leche, solucion de leche, suero de leche, agua, aguas residuales (por ejemplo de productos lacteos), leche de soja o zumo, por ejemplo zumo de uva.
[0057] El termino "bacteriofago" se refiere a un virus envuelto o no envuelto que es capaz de infectar bacterias, tales como bacterias acido lacticas.
La infeccion de bacterias acido lacticas por fagos puede causar fallos de fermentacion en la industria lechera debido a caracterfsticas de crecimiento perjudicadas o lisis de las celulas infectadas.
El metodo de la invencion pretende en la "inactivacion" de los bacteriofagos en un lfquido.
Como se utiliza en este caso, el termino "inactivacion" significa que los bacteriofagos tratados por sonicacion son privados de su capacidad para infectar y/o lisar celulas bacterianas.
[0058] El termino "lecherfa" se refiere a una ubicacion donde se procesa leche, soluciones de leche o partes de leche (tal como suero de leche).
Asf el termino incluye por ejemplo fabricas de queso, fabricas de yogur, fabricas de leche en polvo, fabricas de protefna de suero de leche.
[0059] El termino "leche" debe entenderse como la secrecion lactea obtenida al ordenar cualquier mamffero, tales como vacas, ovejas, cabras, bufalos o camellos.
En una forma de realizacion preferida, la leche es leche de vaca.
El termino leche tambien comprende leche de soja y otras leches de origen vegetal.
Opcionalmente la leche es acidificada, por ejemplo por adicion de un acido (tal como acido lactico o cftrico acetico) o por fermentacion, o la leche se puede mezclar con otro ingrediente o un lfquido, por ejemplo con agua.
La leche puede ser cruda o procesada, por ejemplo por filtracion, esterilizacion, pasteurizacion, homogenizacion, etc, o puede reconstituirse en leche seca.
Un ejemplo importante es la "leche bovina".
Se entiende que la leche se puede acidificar fermentar, mezclar, tratar con un coagulante (por ejemplo una proteasa aspartica) o procesar antes, durante y/o despues de la sonicacion.
[0060] En el presente contexto, el termino "solucion lactea" puede ser cualquier lfquido con lactosa y protefna.
Asf, sustratos de leche utiles incluyen, pero de forma no limitativa, soluciones/suspensiones de cualquier leche o productos similares a la leche que comprenden protefnas, tales como leche entera o semidesnatada, leche desnatada, suero de manteca, leche en polvo reconstituida, leche condensada, leche tratada con una proteasa (por ejemplo una enzima de coagulacion, cuajo o quimosina), suero de leche, permeato de suero de leche, lfquido madre de cristalizacion de lactosa, concentrado de protefna de suero de leche o nata.
Obviamente, el sustrato de leche puede provenir de cualquier leche tal y como se ha definido anteriormente. Preferiblemente, al menos parte de la protefna en el sustrato de leche es protefna de origen natural en la leche, tal como casefna o protefna de suero de leche.
No obstante, parte de la protefna puede ser de protefnas que son no naturales de la leche.
Antes, despues y/o durante la sonicacion, el sustrato de leche se puede homogeneizar y pasteurizar segun metodos conocidos en la tecnica.
[0061] "Homogenizar" como se utiliza en este caso es la mezcla intensiva de medios para obtener una suspension
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soluble o emulsion.
Si la homogeneizacion se realiza antes de la fermentacion, se puede realizar para separar la grasa lactea en tamanos menores de modo que esta ya no se separa de la leche.
Esto se puede realizar al forzar la leche a alta presion a traves de orificios pequenos.
[0062] "Pasteurizar" como se utiliza en este caso es el tratamiento del sustrato de leche para reducir o eliminar la presencia de organismos vivos, tales como microorganismos.
Preferiblemente, la pasteurizacion se logra manteniendo una temperatura especifica en un periodo de tiempo especifico.
La temperatura especifica se consigue normalmente por calentamiento.
La temperatura y duracion se puede seleccionar para matar o inactivar ciertas bacterias, tales como bacterias nocivas.
Esto puede seguirse por una fase de enfriamiento.
[0063] Como se utiliza en este caso, el termino "bacterias acido lacticas" designa una bacteria gram-positiva microaerofflica o anaerobica, que fermenta azucares con la produccion de acidos incluyendo acido lactico como el acido producido de forma predominante.
La bacteria acido lactica industrialmente mas usada se encuentra en el orden "Lactobacillales" que incluye Lactococcus, spp. Streptococcus,spp. Lactobacillus spp., Leuconostoc spp., Pseudoleuconostoc spp., Pediococcus spp.,Brevibacrerium spp., Enterococcus spp. y Propionibacterium spp.
Adicionalmente, las bacterias productoras de acido lactico del grupo de bacterias anaerobicas estrictas, bifidobacteria, i.e.Bifidobacterium spp., son generalmente incluidas en el grupo de bacterias de acido lactico.
Estas son frecuentemente usadas como cultivos alimenticios solas o en combinacion con otras bacterias del acido lactico.
[0064] El uso de los terminos "un/a" y "unos/as" y "el/la" y referentes similares en el contexto de la descripcion de la invencion (especialmente en el contexto de las siguientes reivindicaciones) se deben interpretar en singular y plural, a menos que se indique lo contrario aquf o claramente contradicho por contexto.
Los terminos, "comprender", "tener", "incluir" y "contener" se deben interpretar como terminos no concluyentes (es decir, significan "incluyen pero no se limitan a"), a menos que se indique lo contrario.
La lectura de rangos de valores aquf esta meramente destinada a servir como un metodo de estenograffa de referencia individualmente a cada valor separado decreciente en la gama, a menos que se indique lo contrario aquf, y cada valor separado se incorpora a la especificacion como si fueran individualmente nombrados aquf.
Todos metodos descritos aquf se pueden realizar en cualquier orden adecuado a menos que se indique lo contrario aquf o sea claramente contradicho por el contexto.
El uso de cualquiera y todos ejemplos, o de un lenguaje ejemplar (por ejemplo, "tal como" ) proporcionado aquf, se destina meramente un mejor entendimiento de la invencion y no plantea una limitacion en el ambito de la invencion a menos que se reivindique lo contrario.
Ningun idioma en la especificacion deberfa ser interpretado como indicador de cualquier elemento no reivindicado como esencial en la practica de la invencion.
Ejemplos
Ejemplo 1:
[0065] La sonicacion del fago Lactococcus lactis CHPC1184 en la leche, suero de leche y solucion de Ringer sirve para comparar el tiempo de destruccion en estos tres medios.
[0066] Los fagos Lactococcus lactis CHPC1184 (DSM 24632) fueron anadidos a leche entera (pasteurizada, no homogeneizada), suero de leche de requeson (pH 5,6) y solucion de Ringer, respectivamente, en una cantidad de 105 fagos por ml. 40 ml de muestras de la leche resultante, suero de leche y solucion de Ringer fueron sometidas a un bano de ultrasonidos durante un total de 4 min (sonicador Misonix 3000, 75 W de potencia 75, temperatura final 50°C).
Cada 30 segundos un 200 pl de muestra fue retirada y el numero de fagos funcionales contado utilizando el metodo de prueba focalizada.
En este metodo 10 pl muestras se detectaron en un area de las bacterias huesped (CHCC2281; DSM12087) en una placa M17-agar con 0,5% lactosa y 10 mM CaCl2.
Tras la incubacion durante la noche a 30°C cada zona despejada representa un fago.
Usando este metodo el lfmite de deteccion fue de 100 fagos por ml.
[0067] Los resultados mostraron que los fagos fueron destruidos con el mismo fndice en los tres medios con aproximadamente 1 Log10 diezmados por minuto (figura 1).
Ejemplo 2:
[0068] Sonicacion del fago Lactococcus lactis CHPC1184 en la leche a diferentes ajustes de potencia.
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[0069] Se anadieron fagos a leche como se describe en el ejemplo 1.
La leche resultante fue sometida a un bano de ultrasonidos con ajustes de potencia variable de 24-90 W en un total de 7 min (figura 2).
Cada 30 segundos, 200 pl de muestra fue retirada y el numero de fagos funcionales contado como se describe en el ejemplo 1.
[0070] Los resultados muestran una proporcionalidad inversa entre la potencia y los tiempos de diezma de fagos como se clarifica en la tabla 1:
Tabla 1. Log10 tiempos de diezma de fagos en minutos a ajustes de potencia diferentes.
Potencia (W)
Log10 periodo de diezmo (min)
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75
0,9
63
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1,4
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2,0
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3,0
Ejemplo 3:
[0071] Sonicacion de dos concentraciones diferentes del fago Lactococcus lactis CHPC1184 en la leche.
[0072] Los fagos fueron anadidos a leche entera en una cantidad de 105 y 108 fagos por ml, respectivamente. 40 ml de muestras de la leche resultante fueron sometidas a un bano de ultrasonidos durante 6 min a 63 W.
Cada 30 segundos, un 200 pl de muestra fue retirada y el numero de fagos contado como se describe en el ejemplo 1.
[0073] Los resultados mostraron que la destruccion de fagos de 108 fagos por ml, en comparacion con 105 fagos por ml, dieron lugar en la traduccion de tftulo/lfnea temporal del fago en tres unidades de registro (figura 3).
El tiempo calculado usado para la destruccion de fago total aumento en tres minutos de 5.5 min a 8.5 min.
Ejemplo 4:
[0074] Sonicacion del fago Lactococcus lactis CHPC1184 en la leche a dos temperaturas diferentes.
[0075] Los fagos fueron adicionados a leche como se describe en el ejemplo 1.
La leche resultante fue sometida a un bano de ultrasonidos a 63 W como se describe en el ejemplo 1 usando un bano de hielo como enfriamiento (temperatura final 15 °C) o ningun enfriamiento (temperatura final 60 °C).
[0076] Los resultados mostraron ninguna diferencia significativa en la destruccion de fago dependiente de la temperatura final de la leche (figura 4).
Ejemplo 5:
[0077] Sonicacion del fago Lactococcus lactis CHPC1184 y el fago Streptococcus thermophilus CHPC1057 (DSM 23962), respectivamente, en el suero de leche para comparar la destruccion cinetica de estos dos fagos.
[0078] El fago Lactococcus lactis CHPC1184 y el fago Streptococcus thermophilus CHPC1057 fueron anadidos al suero de leche en una concentracion de 105 fagos/ml y sonicados como se describe en el ejemplo 1.
La cepa de Streptococcus thermophilus CHCC9204 fue usada como cepa huesped para CHPC1057.
[0079] Los resultados no mostraron ninguna diferencia en la destruccion cinetica de los dos fagos (figura 5).
Para ambos fagos en el suero de leche, el fndice de destruccion fue 1 Log10 diezmados por minuto.
Ejemplo 6:
[0080] Sonicacion del fago Streptococcus thermophilus CHPC1057 en el suero de leche utilizando un sistema de celula de flujo como se ilustra en la figura 8.
[0081] Los fagos CHPC1057 fueron diluidos en la solucion de suero de leche a una graduacion de 105 fagos por ml. Una muestra de 250 ml del suero de leche resultante fue sometida a un bano de ultrasonidos utilizando una celula de flujo compatible con el sonicador Misonix 3000 y un diametro de punta de sonda de 1^".
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La potencia usada fue 72 W.
La celula de flujo tienen una envoltura de enfriamiento como se ilustra en la figura 8 y se uso agua del grifo como agua de refrigeracion.
La muestra fue llevada a traves de la celula de flujo con el fndice de 10 ml/min utilizando una bomba (Masterflex L/S 77200-50).
El sonicador empezo antes la bomba.
La muestra fue llevada a traves de la celula de flujo 3 veces.
Cada vez se retiraron 100 pl de muestra y se conto el numero de fagos funcionales utilizando el metodo de prueba focalizada descrita en el ejemplo 1.
La cepa de Streptococcus thermophilus CHCC9204 fue usada como cepa huesped para CHPC1057.
[0082] Los resultados mostrados que en el tftulo de fago de CHCC1057 disminuyeron en casi 4 unidades logarftmicas despues de 3 ciclos de sonicacion de celula de flujo (figura 6).
Ejemplo 7:
[0083] El lfquido, como la leche, se puede tratar por sonicacion de lotes, ver figura 7.
Preferiblemente el volumen deberfa no exceder los 5 L.
Ejemplo 8:
[0084] El lfquido tal como la leche puede ser tratado por sonicacion continua en un sistema de celula de flujo, ver figura 8.
Este sistema se puede conseguir en Hielscher Ultrasonics y administra de 15L/hr a 50m3/hr dependiendo del tamano de la celula de flujo y la potencia.
La sonicacion genera calor por lo tanto la celula de flujo se equipa con una envoltura de enfriamiento.
[0085] Para una sonicacion mas eficaz es posible usar celulas de flujo de sonicacion puestas en serie como se ilustra en la figura 9.
Se puede conseguir un sistema apropiado en Hielscher Ultrasonics.
Se describen aquf formas de realizacion preferidas de esta invencion son descritas aquf, con el mejor modo conocido por los inventores para la realizacion de la invencion.
Las variaciones de estas realizaciones preferidas pueden llegar a ser evidentes para los expertos en la tecnica al leer la descripcion anterior.
Los inventores esperan que los expertos empleen dichas variaciones segun sea apropiado, y los inventores pretenden que la invencion pueda practicarse de otra manera que como se describe especfficamente en este documento.
Por consiguiente, esta invencion incluye todas las modificaciones y equivalentes de la materia nombradas en las reivindicaciones anexas aquf, asf como las permitidas por la ley aplicable.
Ademas, cualquier combinacion de los elementos descritos anteriormente en todas variaciones posibles de los mismos se incluye en la invencion a menos que se indique lo contrario aquf o lo contrario sea claramente contradicho por el contexto.
Dibujo
[0086]
La figura 1 representa los resultados de sonicacion de fagos en la leche, suero de leche y solucion de Ringer.
Numero de fagos (Log10 fagos por ml muestra) como funcion de tiempo de sonicacion en minutos.
La figura 2 representa los resultados de sonicacion de fagos a diferentes ajustes de potencia.
Numero de fagos (Log10 fagos por ml muestra) como funcion de tiempo de sonicacion en minutos.
La figura 3 representa los resultados de sonicacion de dos concentraciones diferentes de fagos en la leche (105 y 108 fagos por ml).
Numero de fagos (Log10 fagos por ml muestra) como funcion de tiempo de sonicacion en minutos.
La figura 4 representa los resultados de sonicacion de 105 fagos por ml en la leche a dos temperaturas finales diferentes.
Numero de fagos (Log10 fagos por ml muestra) como funcion de tiempo de sonicacion en minutos.
La figura 5 representa los resultados de sonicacion de 105 de los fagos L. lactis y S. thermophilus por ml en el suero de leche.
Numero de fagos (Log10 fagos por ml muestra) como funcion de tiempo de sonicacion en minutos.
La figura 6 representa los resultados de sonicacion de flujo de aprox. 105 en fagos S. thermophilus (CHPC1057) por ml en el suero de leche.
Las muestras de suero de leche fueron sometidas a un bano de ultrasonidos en un total de 3 ciclos.
Cada bar representa el tftulo del fago despues un recorrido de sonicacion de flujo.
El lfmite de deteccion fue 102 fagos /ml.
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La figura 7 representa un equipo para sonicacion de lotes de liquido.
La figura 8 representa un equipo para la sonicacion continua de liquido en un sistema de celula de flujo.
La entrada y salida pueden ser modificadas, es decir, se puede invertir el flujo a traves de la celula.
La figura 9 representa un equipo para la sonicacion de liquido en las celulas de flujo de sonicacion en serie. Cada unidad de sonicacion de celula de flujo es como en la figura 8.
Depositos y solucion de expertos
[0087] El bacteriofago Lactococcus lactis CHPC1184 fue depositado en la Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Inhoffenstr. 7B, D-38124 Braunschweig (DSMZ), a 03 de marzo de 2011 y tiene el numero de registro DSM 24632.
[0088] Otros depositos en la DSMZ:
Cepa Lactococcus lactis CHCC2281, fecha: 6 de abril de 1998, numero de registro DSM 12087.
Fago de Streptococcus thermophilus CHPC1057, fecha: 27de agosto de 2010, numero de registro DSM 23962.
Cepa de Streptococcus thermophilus CHCC9204, fecha: 29 de marzo de 2007, numero de registro DSM 19243.
[0089] Los depositos fueron hechos segun el tratado de Budapest sobre reconocimiento internacional del deposito de microorganismos para los fines de procedimiento de patentes.
[0090] El solicitante pide que una muestra del microorganismo depositado deberfa estar disponible solo para un experto aprobado por el solicitante.
Referencias
[0091] Documentos de patente: WO92/13068A1, WO93/13674A1, US4086057, US2009/0274768A1.

www.hlelscher.com
[0092] Dairy Processing Handbook (1995), publicado por Tetra Pak Processing Systems AB, S-22186 Lund, Suecia.

Claims (17)

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    REIVINDICACIONES
    1. Metodo para la inactivacion de bacteriofagos en un liquido, que comprende la sonicacion (tratamiento por ultrasonidos) del liquido, donde el liquido es seleccionado del grupo consistente en: producto lacteo, leche, solucion de leche, suero de leche, mosto y zumo.
  2. 2. Metodo segun la reivindicacion 1, donde la sonicacion se realiza por tratamiento del liquido con ultrasonidos en el rango de frecuencia de 10000 a 50000 Hz, tal como en el rango de 13000 a 34000, de 15000 a 25000 Hz o en el rango de 18000 a 22000 Hz.
  3. 3. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-2, donde la sonicacion se realiza por tratamiento del liquido con ultrasonidos durante 0.1 a 30 minutos, tal como durante 1,0 a 15, de 1,2 a 9,de 2,0 a 8, o durante 2,5 a 7 minutos.
  4. 4. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-3, donde la sonicacion se realiza por tratamiento del liquido con ultrasonidos a un efecto de 100 a 20000 vatio por litro de liquido, tal como de 200 a 15000, de 300 a 10000, de 400 a 5000, o de 600 a 2250 vatios.
  5. 5. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-4, donde la sonicacion se combina con un tratamiento termico del liquido, por ejemplo mediante la realizacion de la sonicacion inmediatamente antes, durante o inmediatamente despues del tratamiento termico (tal como la pasteurizacion).
  6. 6. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-5, donde la sonicacion se realiza en una lfnea de tratamiento de productos lacteos, por ejemplo antes o durante una fase de pasteurizacion, en el tanque para queso (antes, durante y/o despues de eliminar la cuajada), y/o despues de la salida donde el suero de leche es drenado.
  7. 7. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-6, donde la sonicacion se realiza en el suero de leche, por ejemplo despues de que el suero de leche haya sido retirado del tanque para queso.
  8. 8. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-6, donde la sonicacion se realiza en el tanque para queso, despues de eliminar la cuajada.
  9. 9. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-8, donde el bacteriofago es un fago de bacteria acido lactica.
  10. 10. Metodo segun la reivindicacion 9, donde el bacteriofago es un fago que lisa una cepa bacteriana de un genero seleccionado del grupo consistente en: Lactococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Pseudoleuconostoc, Pediococcus, Brevibacterium, Enterococcus, Bifidobacterium y Propionibacterium.
  11. 11. Metodo segun la reivindicacion 10, donde el bacteriofago es un fago que lisa una cepa bacteriana de una especie seleccionada del grupo consistente en: Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Leuconostoc mesenteroides, y Bifidobacterium animalis.
  12. 12. Equipo para la inactivacion de bacteriofagos en un liquido, donde dicho equipo es una lfnea de tratamiento de productos lacteos que comprende un sonicador o una unidad sonicadora y un tanque para queso (por ejemplo un contenedor de 100 a 20000 litros, y con una entrada y una salida).
  13. 13. Equipo segun la reivindicacion 12, donde la unidad sonicadora se coloca antes de la entrada y/o despues de la salida del tanque para queso, y/o el sonicador se integra en el tanque para queso.
  14. 14. Equipo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-13, donde un pasteurizador se conecta a la lfnea de tratamiento de productos lacteos.
  15. 15. Equipo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-14, que comprende una unidad sonicadora y un
    pasteurizador, ambos conectados a la entrada; donde el pasteurizador se coloca antes o despues de la unidad sonicadora, o donde la unidad sonicadora se integra con el pasteurizador.
  16. 16. Equipo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-14, que comprende una unidad sonicadora y un
    pasteurizador, ambos conectados a la salida; donde el pasteurizador se coloca antes o despues de la unidad sonicadora, o donde la unidad sonicadora se integra con el pasteurizador.
  17. 17. Uso de un sonicador para la inactivacion de bacteriofagos en un producto lacteo, tal como queso, requeson, leche fermentada, leche, suero de leche, permeato de suero de leche o nata.
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