ES2955258A1 - MUTANT STRAINS OF WEISSELLA CIBARIA FOR OVERPRODUCTION OF RIBOFLAVIN AND DEXTRAN (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
MUTANT STRAINS OF WEISSELLA CIBARIA FOR OVERPRODUCTION OF RIBOFLAVIN AND DEXTRAN (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDFInfo
- Publication number
- ES2955258A1 ES2955258A1 ES202230359A ES202230359A ES2955258A1 ES 2955258 A1 ES2955258 A1 ES 2955258A1 ES 202230359 A ES202230359 A ES 202230359A ES 202230359 A ES202230359 A ES 202230359A ES 2955258 A1 ES2955258 A1 ES 2955258A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- strain
- riboflavin
- dextran
- seq
- bal3c
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N Riboflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N 0.000 title claims abstract description 271
- AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N D-Lyxoflavin Natural products OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 143
- 229960002477 riboflavin Drugs 0.000 title claims abstract description 143
- 235000019192 riboflavin Nutrition 0.000 title claims abstract description 128
- 239000002151 riboflavin Substances 0.000 title claims abstract description 128
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 title claims abstract description 88
- 241000975185 Weissella cibaria Species 0.000 title claims abstract description 65
- 238000012261 overproduction Methods 0.000 title abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 45
- 235000021107 fermented food Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 44
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims description 37
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 35
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 32
- 230000035772 mutation Effects 0.000 claims description 30
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 29
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 29
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 29
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 28
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims description 27
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 25
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 18
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 18
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 17
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 16
- 241000209140 Triticum Species 0.000 claims description 9
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 8
- 240000006162 Chenopodium quinoa Species 0.000 claims description 7
- 240000008620 Fagopyrum esculentum Species 0.000 claims description 6
- 235000009419 Fagopyrum esculentum Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 claims description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 5
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000002778 food additive Substances 0.000 claims description 5
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 claims description 4
- 241000202221 Weissella Species 0.000 claims description 3
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 claims description 3
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 claims description 2
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 claims description 2
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000209056 Secale Species 0.000 claims description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004464 cereal grain Substances 0.000 claims description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 2
- FVTCRASFADXXNN-SCRDCRAPSA-N flavin mononucleotide Chemical compound OP(=O)(O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O FVTCRASFADXXNN-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 27
- 239000011768 flavin mononucleotide Substances 0.000 description 27
- 229940013640 flavin mononucleotide Drugs 0.000 description 27
- FVTCRASFADXXNN-UHFFFAOYSA-N flavin mononucleotide Natural products OP(=O)(O)OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O FVTCRASFADXXNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 235000019231 riboflavin-5'-phosphate Nutrition 0.000 description 27
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 description 24
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 23
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 23
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 22
- 108020004422 Riboswitch Proteins 0.000 description 21
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 18
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 18
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 18
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 17
- 229960004793 sucrose Drugs 0.000 description 16
- 108091023037 Aptamer Proteins 0.000 description 15
- 229930003471 Vitamin B2 Natural products 0.000 description 15
- 235000019164 vitamin B2 Nutrition 0.000 description 15
- 239000011716 vitamin B2 Substances 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 11
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 11
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 11
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 10
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 10
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 10
- 229920002444 Exopolysaccharide Polymers 0.000 description 9
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 8
- IGQLDUYTWDABFK-UHFFFAOYSA-N Roseoflavin Natural products OCC(O)C(O)C(O)CN1C2=NC(=O)NC(=O)C2=NC2=C1C=C(N(C)C)C(C)=C2 IGQLDUYTWDABFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- IGQLDUYTWDABFK-GUTXKFCHSA-N roseoflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C2=NC(=O)NC(=O)C2=NC2=C1C=C(N(C)C)C(C)=C2 IGQLDUYTWDABFK-GUTXKFCHSA-N 0.000 description 7
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 7
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 6
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 6
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N cytosine Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 6
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 5
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 4
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N guanine Chemical compound O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 4
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 4
- RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N thymine Chemical compound CC1=CNC(=O)NC1=O RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 description 4
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 description 3
- 108010001682 Dextranase Proteins 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000736262 Microbiota Species 0.000 description 3
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 3
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000012911 assay medium Substances 0.000 description 3
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 3
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 229940104302 cytosine Drugs 0.000 description 3
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 108010042194 dextransucrase Proteins 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000001506 fluorescence spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 235000013376 functional food Nutrition 0.000 description 3
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000006872 mrs medium Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 235000014594 pastries Nutrition 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 208000015943 Coeliac disease Diseases 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 2
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 2
- 239000001692 EU approved anti-caking agent Substances 0.000 description 2
- 241000192125 Firmicutes Species 0.000 description 2
- 241000186660 Lactobacillus Species 0.000 description 2
- 241000192130 Leuconostoc mesenteroides Species 0.000 description 2
- 241001428384 Zamora Species 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 2
- 235000013351 cheese Nutrition 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003501 co-culture Methods 0.000 description 2
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 2
- 235000014510 cooky Nutrition 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 2
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 2
- 235000013681 dietary sucrose Nutrition 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 2
- VWWQXMAJTJZDQX-UYBVJOGSSA-N flavin adenine dinucleotide Chemical compound C1=NC2=C(N)N=CN=C2N1[C@@H]([C@H](O)[C@@H]1O)O[C@@H]1CO[P@](O)(=O)O[P@@](O)(=O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C2=NC(=O)NC(=O)C2=NC2=C1C=C(C)C(C)=C2 VWWQXMAJTJZDQX-UYBVJOGSSA-N 0.000 description 2
- 235000019162 flavin adenine dinucleotide Nutrition 0.000 description 2
- 239000011714 flavin adenine dinucleotide Substances 0.000 description 2
- 229940093632 flavin-adenine dinucleotide Drugs 0.000 description 2
- 150000002211 flavins Chemical class 0.000 description 2
- 235000012041 food component Nutrition 0.000 description 2
- 239000005417 food ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000003906 humectant Substances 0.000 description 2
- 229960001438 immunostimulant agent Drugs 0.000 description 2
- 239000003022 immunostimulating agent Substances 0.000 description 2
- 230000003308 immunostimulating effect Effects 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 235000015927 pasta Nutrition 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- -1 riboflavin Natural products 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229940113082 thymine Drugs 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- 235000019156 vitamin B Nutrition 0.000 description 2
- 239000011720 vitamin B Substances 0.000 description 2
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108030003618 3,4-dihydroxy-2-butanone-4-phosphate synthases Proteins 0.000 description 1
- QFVHZQCOUORWEI-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-anilino-5-sulfonaphthalen-1-yl)diazenyl]-5-hydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid Chemical compound C=12C(O)=CC(S(O)(=O)=O)=CC2=CC(S(O)(=O)=O)=CC=1N=NC(C1=CC=CC(=C11)S(O)(=O)=O)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 QFVHZQCOUORWEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108030006956 5-amino-6-(5-phosphoribosylamino)uracil reductases Proteins 0.000 description 1
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 1
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100525051 Brucella abortus biovar 1 (strain 9-941) ribH2 gene Proteins 0.000 description 1
- 208000032081 Cabezas type X-linked intellectual disability Diseases 0.000 description 1
- 241000221955 Chaetomium Species 0.000 description 1
- 241000101925 Cheiracanthium erraticum Species 0.000 description 1
- 108030003318 Diaminohydroxyphosphoribosylaminopyrimidine deaminases Proteins 0.000 description 1
- 239000004097 EU approved flavor enhancer Substances 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 101100469067 Escherichia coli (strain K12) ribE gene Proteins 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 1
- 108700007698 Genetic Terminator Regions Proteins 0.000 description 1
- 108010031186 Glycoside Hydrolases Proteins 0.000 description 1
- 102000005744 Glycoside Hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 206010020772 Hypertension Diseases 0.000 description 1
- AYRXSINWFIIFAE-SCLMCMATSA-N Isomaltose Natural products OC[C@H]1O[C@H](OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O AYRXSINWFIIFAE-SCLMCMATSA-N 0.000 description 1
- 241000186840 Lactobacillus fermentum Species 0.000 description 1
- 240000006024 Lactobacillus plantarum Species 0.000 description 1
- 235000013965 Lactobacillus plantarum Nutrition 0.000 description 1
- 108091026898 Leader sequence (mRNA) Proteins 0.000 description 1
- 241000192132 Leuconostoc Species 0.000 description 1
- 241001609976 Leuconostocaceae Species 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 208000019695 Migraine disease Diseases 0.000 description 1
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 description 1
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 description 1
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 241000202223 Oenococcus Species 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 1
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 1
- 108010059820 Polygalacturonase Proteins 0.000 description 1
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 1
- 108010086211 Riboflavin synthase Proteins 0.000 description 1
- FCASKLHVRFDIJB-UHFFFAOYSA-N Riboflavine Natural products Cc1cc2N=C3C(NC(=O)NC3=O)N(CC(O)C(O)C(O)CO)c2cc1C FCASKLHVRFDIJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 244000057717 Streptococcus lactis Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 1
- 235000013334 alcoholic beverage Nutrition 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 1
- 208000007502 anemia Diseases 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- 239000010478 argan oil Substances 0.000 description 1
- 235000019568 aromas Nutrition 0.000 description 1
- 239000008122 artificial sweetener Substances 0.000 description 1
- 235000021311 artificial sweeteners Nutrition 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 235000008452 baby food Nutrition 0.000 description 1
- 235000004251 balanced diet Nutrition 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 230000034303 cell budding Effects 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 235000019219 chocolate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002577 cryoprotective agent Substances 0.000 description 1
- 238000012866 crystallographic experiment Methods 0.000 description 1
- 239000012228 culture supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002074 deregulated effect Effects 0.000 description 1
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 238000011037 discontinuous sequential dilution Methods 0.000 description 1
- 235000021186 dishes Nutrition 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 101150095420 dsr gene Proteins 0.000 description 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 108010093305 exopolygalacturonase Proteins 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 235000019264 food flavour enhancer Nutrition 0.000 description 1
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 230000004153 glucose metabolism Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000005802 health problem Effects 0.000 description 1
- 108010002430 hemicellulase Proteins 0.000 description 1
- 235000008216 herbs Nutrition 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000416 hydrocolloid Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 201000001421 hyperglycemia Diseases 0.000 description 1
- 235000015243 ice cream Nutrition 0.000 description 1
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- DLRVVLDZNNYCBX-RTPHMHGBSA-N isomaltose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1OC[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O1 DLRVVLDZNNYCBX-RTPHMHGBSA-N 0.000 description 1
- 235000015141 kefir Nutrition 0.000 description 1
- 235000021109 kimchi Nutrition 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 229940039696 lactobacillus Drugs 0.000 description 1
- 229940012969 lactobacillus fermentum Drugs 0.000 description 1
- 229940072205 lactobacillus plantarum Drugs 0.000 description 1
- 230000008818 liver damage Effects 0.000 description 1
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 description 1
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 description 1
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 235000013622 meat product Nutrition 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 206010027599 migraine Diseases 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 1
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000036542 oxidative stress Effects 0.000 description 1
- 235000019629 palatability Nutrition 0.000 description 1
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000000419 plant extract Substances 0.000 description 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- 235000013406 prebiotics Nutrition 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000006041 probiotic Substances 0.000 description 1
- 235000018291 probiotics Nutrition 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004153 renaturation Methods 0.000 description 1
- 101150084911 ribA gene Proteins 0.000 description 1
- 101150005793 ribB gene Proteins 0.000 description 1
- 101150036579 ribBA gene Proteins 0.000 description 1
- 101150073450 ribE gene Proteins 0.000 description 1
- 101150051820 ribH gene Proteins 0.000 description 1
- 101150088248 ribH1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 235000021108 sauerkraut Nutrition 0.000 description 1
- 235000013580 sausages Nutrition 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 230000037380 skin damage Effects 0.000 description 1
- 235000013570 smoothie Nutrition 0.000 description 1
- 235000011888 snacks Nutrition 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007974 sodium acetate buffer Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 201000001872 syndromic X-linked intellectual disability Cabezas type Diseases 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 1
- 230000005026 transcription initiation Effects 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 238000011514 vinification Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 230000036642 wellbeing Effects 0.000 description 1
- 235000012794 white bread Nutrition 0.000 description 1
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
- 235000013618 yogurt Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Cepas mutantes de Weissella cibaria para la sobreproducción de riboflav ina y dextranoMutant strains of Weissella cibaria for overproduction of riboflav ine and dextran
La presente invención pertenece al campo técnico de la biotecnología alimentaria, particularmente al desarrollo de bacterias lácticas para la elaboración de productos alimentarios fermentados. En particular, la presente invención se refiere a cepas bacterianas mutantes pertenecientes a la especie Weissella cibaria capaces de sobreproducir dextrano y riboflavina, así como su uso en la elaboración de alimentos fermentados.The present invention belongs to the technical field of food biotechnology, particularly to the development of lactic acid bacteria for the production of fermented food products. In particular, the present invention refers to mutant bacterial strains belonging to the species Weissella cibaria capable of overproducing dextran and riboflavin, as well as their use in the production of fermented foods.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Las vitaminas pertenecientes al grupo B son esenciales para los seres humanos, ya que no pueden sintetizarlas, al menos en las cantidades requeridas, y las obtienen mayoritariamente, de fuentes exógenas. Entre ellas, se encuentra la vitamina B2 o riboflavina, que es un precursor del flavín mononucleótido (FMN) y del flavín adenín dinucleótido (FAD), cofactores de las enzimas oxido-reductasas. En el hombre no existen depósitos de riboflavina, por lo que esta vitamina tiene que ser sintetizada por su microbiota o consumida diariamente, eliminándose en la orina el excedente de la ingestión.Vitamins belonging to group B are essential for human beings, since they cannot synthesize them, at least in the required quantities, and they obtain them mostly from exogenous sources. Among them is vitamin B2 or riboflavin, which is a precursor of flavin mononucleotide (FMN) and flavin adenine dinucleotide (FAD), cofactors of oxido-reductase enzymes. There are no riboflavin deposits in man, so this vitamin has to be synthesized by his microbiota or consumed daily, the excess of ingestion being eliminated in the urine.
La deficiencia de esta vitamina, denominada arriboflavinosis, puede provocar problemas de salud, como daños en el hígado y en la piel, cambios cerebrales y del metabolismo de la glucosa. Además, la riboflavina parece estar implicada en la prevención de migraña, anemia, cáncer, hiperglicemia, hipertensión, diabetes mellitus y, directa o indirectamente, en la reducción del estrés oxidativo (Thakur et al, 2017. Crit Rev Food Sci Nutr 57:3650-3660). Deficiency of this vitamin, called arriboflavinosis, can cause health problems, such as liver and skin damage, changes in the brain and glucose metabolism. Furthermore, riboflavin appears to be involved in the prevention of migraine, anemia, cancer, hyperglycemia, hypertension, diabetes mellitus and, directly or indirectly, in the reduction of oxidative stress ( Thakur et al, 2017. Crit Rev Food Sci Nutr 57:3650 -3660).
La cantidad de riboflavina que se requiere ingerir a diario depende de diversos factores, como la edad, el sexo y el estado fisiológico, siendo la dosis recomendada para un adulto sano entre 0,9 y 1,6 mg por día. Concretamente, de acuerdo con el “European Food Information Council”, la cantidad de riboflavina diaria recomendada es de 1,6 mg (Turck et al, 2017. EFSA Journal 15: e04919). Dichas dosis pueden alcanzarse en los países desarrollados en individuos con dieta equilibrada, al estar presente la vitamina B2 en las hojas verdes de los cereales, semillas (de cereales y frutos secos) y en alimentos de origen animal como huevos, carne, leche y productos lácteos.The amount of riboflavin that is required to be ingested daily depends on various factors, such as age, sex and physiological state, with the recommended dose for a healthy adult being between 0.9 and 1.6 mg per day. Specifically, according to the “ European Food Information Council”, the recommended daily amount of riboflavin is 1.6 mg ( Turck et al, 2017. EFSA Journal 15: e04919). These doses can be achieved in developed countries in individuals with a balanced diet, as vitamin B2 is present in the green leaves of cereals, seeds (cereals and nuts) and in foods of natural origin. animal such as eggs, meat, milk and dairy products.
Sin embargo, la arriboflavinosis es un problema en países subdesarrollados y puede presentarse en ciertos grupos poblacionales de los países desarrollados, incluyendo adolescentes, mujeres embarazadas, personas de edad avanzada, alcohólicas, con problemas de hígado, vegetarianas y veganas (Mazur-Bialy et al, 2015. J Physiol Pharmacol 66:793-802). Además de las deficiencias de vitaminas del grupo B por dietas no equilibradas, el procesamiento y la cocción de los vegetales incrementa la pérdida de estas vitaminas, incluyendo la riboflavina (Titcomb et al, 2019. Compr. Rev Food Sci Food Saf 18:1968-1984). However, arriboflavinosis is a problem in underdeveloped countries and can occur in certain population groups in developed countries, including adolescents, pregnant women, the elderly, alcoholics, people with liver problems, vegetarians and vegans ( Mazur-Bialy et al , 2015. J Physiol Pharmacol 66:793-802). In addition to deficiencies of B vitamins due to unbalanced diets, the processing and cooking of vegetables increases the loss of these vitamins, including riboflavin ( Titcomb et al, 2019. Compr. Rev Food Sci Food Saf 18:1968- 1984).
Por ello, se requiere que la industria alimentaria desarrolle alimentos fortificados en vitaminas del grupo B utilizando bacterias sobreproductoras aisladas de distintos nichos ecológicos. Las bacterias del ácido láctico (BAL) pueden sintetizar o utilizar riboflavina durante la fermentación de alimentos, y la utilización de bacterias sobreproductoras de esta vitamina tiene interés industrial. Así, cepas de BAL sobreproductoras pertenecientes a las especies Lactococcus lactis, Lactiplantibacillus plantarum (previamente Lactobacillus plantarum), Limosilactobacillus fermentum (previamente Lactobacillus fermentum) y Leuconostoc mesenteroides se han propuesto para fortificar alimentos fermentados mediante producción in situ utilizando, entre otras, matrices lácteas o basadas en cereales (Thakur et al., 2016. Microb Biotechnol, 2016, 9:441-451). Therefore, the food industry is required to develop foods fortified with B vitamins using overproducing bacteria isolated from different ecological niches. Lactic acid bacteria (LAB) can synthesize or use riboflavin during food fermentation, and the use of bacteria that overproduce this vitamin is of industrial interest. Thus, overproducing LAB strains belonging to the species Lactococcus lactis, Lactiplantibacillus plantarum (previously Lactobacillus plantarum), Limosilactobacillus fermentum (previously Lactobacillus fermentum) and Leuconostoc mesenteroides have been proposed to fortify fermented foods through in situ production using, among others, dairy matrices or based on cereals ( Thakur et al., 2016. Microb Biotechnol, 2016, 9:441-451).
Por otra parte, las BAL son capaces de producir exopolisacáridos (EPS), entre los que destacan los dextranos debido a que actualmente tienen un amplio rango de utilización industrial que incluye su uso como: crioprotectores, humectantes, expansores de plasma sanguíneo o matrices de columnas cromatográficas. Muchas BAL pertenecientes a distintos géneros producen dextrano: Leuconostoc (Zarouret al., 2017. In Microbial Production of Food Ingredients and Additives, eds A. M. Holban, and A. M. Grumezescu, 89-124. Cambridge: Academic press), Weissella (Besrour-Aouam et al., 2021, Carbohy Polym 253:117254), Lactobacillus (Nácher-Vázquez et al., 2017. Front Microbiol 8:2281) y Oenococcus (Dimopoulou et al., 2018. Front Microbiol 9:1276). On the other hand, LAB are capable of producing exopolysaccharides (EPS), among which dextrans stand out because they currently have a wide range of industrial use that includes their use as: cryoprotectants, humectants, blood plasma expanders or column matrices. chromatographic. Many LAB belonging to different genera produce dextran: Leuconostoc ( Zarouret al., 2017. In Microbial Production of Food Ingredients and Additives, eds AM Holban, and AM Grumezescu, 89-124. Cambridge: Academic press), Weissella ( Besrour-Aouam et al. al., 2021, Carbohy Polym 253:117254), Lactobacillus ( Nácher-Vázquez et al., 2017. Front Microbiol 8:2281) and Oenococcus ( Dimopoulou et al., 2018. Front Microbiol 9:1276).
El dextrano de alto peso molecular producido por BAL (Leuconostoc mesenteroides y lactobacilos), así como por Saccharomyces cerevisiae, obtuvo el etiquetado de “food grade” emitido por la EFSA en el año 2000. Por este motivo, se utilizan como aditivos para aumentar la palatabilidad por la industria de panadería, bollería y pastelería, y en la elaboración de helados, batidos y otras bebidas. Estudios realizados por distintos autores han puesto de manifiesto la mejora de las cualidades del pan, al ser enriquecida la masa fermentada con dextranos (Wang et al., 2018. Food Hydrocholl 84:396-405). Estos biopolímeros poseen una estructura prácticamente lineal constituida por glucopiranósidos unidos en su cadena principal por enlaces a -(1^6 ), y un peso molecular elevado. También, la adición de dextrano producido enzimáticamente mejoró el volumen y la textura de pan blanco y de pan conteniendo 20% de harina de centeno (Chen et al., 2016. Int J Food Microbiol 239:95-102). Así, los dextranos son considerados como uno de los nuevos hidrocoloides que pueden ser usados como ingredientes de los alimentos. Se ha demostrado también que los dextranos de alto peso molecular producidos por las BAL actúan como inmunoestimulantes in vitro y parecen tener propiedades antiinflamatorias (Zarour et al., 2017. Carbohy Polym 174:646-657), apoyando su utilidad para mejorar la calidad y la funcionalidad de distintos productos, incluyendo la elaboración de alimentos fermentados funcionales.The high molecular weight dextran produced by LAB ( Leuconostoc mesenteroides and lactobacilli), as well as by Saccharomyces cerevisiae, obtained the “food grade ” labeling issued by the EFSA in 2000. For this reason, they are used as additives for increase palatability in the baking, pastry and pastry industry, and in the production of ice cream, smoothies and other drinks. Studies carried out by different authors have shown the improvement of the qualities of bread, as the fermented dough is enriched with dextrans ( Wang et al., 2018. Food Hydrocholl 84:396-405). These biopolymers have a practically linear structure made up of glucopyranosides linked in their main chain by -(1^6) bonds, and a high molecular weight. Also, the addition of enzymatically produced dextran improved the volume and texture of white bread and bread containing 20% rye flour ( Chen et al., 2016. Int J Food Microbiol 239:95-102). Thus, dextrans are considered one of the new hydrocolloids that can be used as food ingredients. It has also been shown that high molecular weight dextrans produced by LAB act as immunostimulants in vitro and appear to have anti-inflammatory properties ( Zarour et al., 2017. Carbohy Polym 174:646-657), supporting their usefulness to improve the quality and the functionality of different products, including the production of functional fermented foods.
Se han descrito previamente cepas pertenecientes a la especie Weissella cibaria capaces de producir dextrano (Besrour-Aouam et al., 2021. Carbohy Polym 253:117254), y en EP3105339 A1 se describe el método para producir dextrano a partir de una cepa de W. cibaria. Strains belonging to the species Weissella cibaria capable of producing dextran have been previously described ( Besrour-Aouam et al., 2021. Carbohy Polym 253:117254), and EP3105339 A1 describes the method to produce dextran from a strain of W cibaria.
De acuerdo con lo anteriormente descrito, sería de utilidad para la industria alimentaria la obtención de nuevas cepas BAL capaces de sobreproducir tanto dextrano como vitaminas tales como la riboflavina, particularmente durante la elaboración de productos fermentados con capacidades funcionales.According to what was previously described, it would be useful for the food industry to obtain new LAB strains capable of overproducing both dextran and vitamins such as riboflavin, particularly during the production of fermented products with functional capacities.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a cepas mutantes pertenecientes a la especie Weissella cibaria capaces de sobreproducir dextrano y riboflavina, las cuales comprenden al menos una mutación en la región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina (también denominada a lo largo de la invención como “riboswitch FMN”), donde dicha región reguladora comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos de SEQ ID NO: 6.The present invention relates to mutant strains belonging to the species Weissella cibaria capable of overproducing dextran and riboflavin, which comprise at least one mutation in the regulatory region of the riboflavin synthesis operon (also referred to throughout the invention as " riboswitch FMN"), where said regulatory region comprises or consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6.
A partir de cepas parentales de Weissella cibaria capaces de producir concentraciones elevadas de dextrano, aisladas de masas madre de panificación Tipo 1 (generadas a partir de fermentación espontánea) de una harina de centeno, preferiblemente de las cepas parentales con número de depósito CECT 30583 (BAL3C-5), CECT 30585 (BAL3C-7) y CECT 30584 (BAL3C-22) los inventores han obtenido cepas mutantes (BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2, respectivamente) que mantienen la capacidad de producción de dextrano de las cepas parentales (preferiblemente > 2 mg/mL) y que, además, son sobreproductoras de riboflavina (preferiblemente > 0,8 μg/mL) (Tabla 1 y Figura 1).From parental strains of Weissella cibaria capable of producing concentrations elevated dextran, isolated from Type 1 baking sourdoughs (generated from spontaneous fermentation) of rye flour, preferably from the parental strains with deposit number CECT 30583 (BAL3C-5), CECT 30585 (BAL3C-7) and CECT 30584 (BAL3C-22) the inventors have obtained mutant strains (BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2, respectively) that maintain the dextran production capacity of the parental strains (preferably > 2 mg/ mL) and that, in addition, are overproducers of riboflavin (preferably > 0.8 μg/mL) (Table 1 and Figure 1).
Además, los inventores han caracterizado las mutaciones responsables de la sobreproducción de riboflavina. Los resultados obtenidos mostraron que las cepas BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2 presentaban mutaciones en la región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina (denominada “ríboswitch FMN”) (SEQ ID NO: 6), particularmente en el dominio sensor conservado (aptámero), modificando su conformación (Figura 2).Furthermore, the inventors have characterized the mutations responsible for the overproduction of riboflavin. The results obtained showed that the BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2 strains presented mutations in the regulatory region of the riboflavin synthesis operon (called “riboswitch FMN”) (SEQ ID NO: 6), particularly in the conserved sensor domain (aptamer), modifying its conformation (Figure 2).
En este contexto, la cepa BAL3C-5 B2, que exhibe el fenotipo de mayor sobreproducción de riboflavina, presenta un cambio de T en lugar de G en el nucleótido en posición 35 del “ríboswitch FMN” (G35T en la SEQ ID NO: 6, dando lugar a la secuencia SEQ ID NO: 7), que desestabilizaría la formación de la hélice P2 del aptámero. La cepa BAL3C-22 B2, con el fenotipo de menor sobreproducción de riboflavina, tiene la citosina C en la posición 43 sustituida por T (C43T en la SEQ ID NO: 6, dando lugar a la secuencia SEQ ID NO: 8). Esta mutación también afectaría a la estabilidad de la hélice P2. Por su parte, la cepa BAL3C-7 B2 posee una A en la posición 129, en lugar de una G (G129A en la SEQ ID NO: 6, dando lugar a la secuencia SEQ ID NO: 9), mutación localizada en una posición adyacente a la hélice P6. En consecuencia, la localización de mutaciones en el aptámero del “ríboswitch FMN” (SEQ ID NO: 6), del operón rib (SEQ ID NO: 1) de las cepas BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2, junto con la ausencia de mutaciones en los genes que codifican las enzimas implicadas en la biosíntesis de la riboflavina, indica que dichos cambios son los responsables directos del fenotipo de sobreproducción de riboflavina de estas cepas, manteniéndose la capacidad de sobreproducir dextrano.In this context, the BAL3C-5 B2 strain, which exhibits the phenotype of greater riboflavin overproduction, presents a change of T instead of G in the nucleotide in position 35 of the “FMN riboswitch” (G35T in SEQ ID NO: 6 , giving rise to the sequence SEQ ID NO: 7), which would destabilize the formation of the P2 helix of the aptamer. The BAL3C-22 B2 strain, with the phenotype of lower riboflavin overproduction, has cytosine C at position 43 replaced by T (C43T in SEQ ID NO: 6, giving rise to the sequence SEQ ID NO: 8). This mutation would also affect the stability of the P2 helix. For its part, the BAL3C-7 B2 strain has an A at position 129, instead of a G (G129A in SEQ ID NO: 6, giving rise to the sequence SEQ ID NO: 9), a mutation located in a position adjacent to helix P6. Consequently, the localization of mutations in the aptamer of the “riboswitch FMN” (SEQ ID NO: 6), of the rib operon (SEQ ID NO: 1) of the strains BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2 , together with the absence of mutations in the genes that encode the enzymes involved in riboflavin biosynthesis, indicates that these changes are directly responsible for the riboflavin overproduction phenotype of these strains, maintaining the ability to overproduce dextran.
Por otro lado, los inventores generaron masas harineras fermentadas enriquecidas en riboflavina y dextrano mediante la producción in situ con la cepa Weissella cibaría BAL3C-5 B2 en co-cultivo con una cepa de levadura (Q1 de la especie Saccharomyces cerevisiae aislada de una masa madre de quinoa, colección IBFG). Los resultados obtenidos indicaron que las masas harineras fermentadas con BAL3C-5 B2 presentaban un incremento de los niveles tanto de dextrano como de riboflavina (Tabla 2 y 3).On the other hand, the inventors generated fermented flour doughs enriched in riboflavin and dextran through in situ production with the Weissella cibaría BAL3C-5 B2 strain in co-culture with a yeast strain (Q1 of the species Saccharomyces cerevisiae isolated from a sourdough quinoa, IBFG collection). The results obtained indicated that flour doughs fermented with BAL3C-5 B2 showed an increase in the levels of both dextran and riboflavin (Tables 2 and 3).
Por último, los inventores han evaluado el contenido de riboflavina y de dextrano durante la elaboración de pan con las cepas BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2, BAL3C-22 B2 de W. cibaria, sin adición de levadura, en comparación con sus cepas parentales. Los resultados obtenidos, recogidos en la Tabla 4, mostraron que tanto en las masas harineras fermentadas como en panes piloto (la fermentación se realizó a 30 °C durante 16 h; el pan se obtuvo después de cocinarlo en un horno eléctrico a 210 °C durante 15 min) se mantenían altos niveles de dextrano (>2,5 mg/g) y se observaba el efecto de las cepas sobreproductoras de riboflavina BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2, provocando un incremento de 1,7-2,4 veces sobre los niveles de vitamina detectados en la muestra control (fermentada sin adición de levaduras ni de BAL y horneada), siendo similares los valor de riboflavina detectados en los panes elaborados con cada una de las cepas mutantes (4,3 4,8 μg/g pan).Finally, the inventors have evaluated the content of riboflavin and dextran during the production of bread with the strains BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2, BAL3C-22 B2 of W. cibaria, without addition of yeast, in comparison with their parental strains. The results obtained, collected in Table 4, showed that both in the fermented flour doughs and in pilot breads (fermentation was carried out at 30 °C for 16 h; the bread was obtained after cooking it in an electric oven at 210 °C for 15 min) high levels of dextran were maintained (>2.5 mg/g) and the effect of the riboflavin-overproducing strains BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2 was observed, causing an increase of 1 .7-2.4 times the vitamin levels detected in the control sample (fermented without the addition of yeast or LAB and baked), with the riboflavin values detected in the breads made with each of the mutant strains being similar (4 .3 4.8 μg/g bread).
Dichas bacterias serán pues de utilidad para la elaboración, por fermentación, de alimentos funcionales enriquecidos in situ en vitamina B2 (riboflavina) y en dextranos, que pueden mejorar las condiciones de textura y organolépticas de los productos y pueden, además, tener potencial como agentes inmunoestimulantes y antiinflamatorios. Entre las posibles aplicaciones de estas cepas mutantes se encuentra su utilización para la fortificación en vitamina B2 de masas fermentadas elaboradas con harinas blancas de trigo y la elaboración de productos de panificación funcionales (tales como, pero sin limitación, panes, galletas, pasta) enriquecidos con vitamina B2, así como de productos con mejores texturas gracias al dextrano, favoreciendo una menor presencia de aditivos añadidos para determinados sectores de la población (por ejemplo, personas con enfermedad celiaca, intolerancias al gluten no celiacas, ancianos, dietas pobres en vitaminas, etc.).These bacteria will therefore be useful for the production, by fermentation, of functional foods enriched in situ in vitamin B2 (riboflavin) and dextrans, which can improve the texture and organoleptic conditions of the products and may also have potential as agents immunostimulants and anti-inflammatory. Among the possible applications of these mutant strains is their use for vitamin B2 fortification of fermented doughs made with white wheat flour and the production of enriched functional baking products (such as, but not limited to, breads, cookies, pasta). with vitamin B2, as well as products with better textures thanks to dextran, favoring a lower presence of added additives for certain sectors of the population (for example, people with celiac disease, non-celiac gluten intolerances, the elderly, diets poor in vitamins, etc.).
Así, en un primer aspecto la presente invención se refiere a una cepa de Weissella cibaria parental que comprende al menos una mutación en la región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina (“riboswitch FMN”), donde dicha región reguladora comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 6, y donde dicha cepa mutada es sobreproductora de riboflavina y productora de dextrano, de aquí en adelante “la cepa de la invención” . Thus, in a first aspect the present invention relates to a strain of parental Weissella cibaria that comprises at least one mutation in the regulatory region of the riboflavin synthesis operon ( "riboswitch FMN"), where said regulatory region comprises or consists of the nucleotide sequence SEQ ID NO: 6, and where said mutated strain is an overproducer of riboflavin and a producer of dextran, hereinafter “the strain of the invention”.
Se entiende por "cepa de Weissella cibaria” cualquier cepa bacteriana que pertenece a la especie de Weissella cibaria, especie de bacteria láctica (BAL) Gram-positiva, ubicada dentro de la familia de las Leuconostocaceae. Preferiblemente, la presente invención se refiere a cepas de Weissella cibaria con calidad alimentaria que son capaces de producir dextrano y riboflavina (cepas parentales), concretamente de producir concentraciones elevadas de dextrano, pero en ausencia de sobreproducción de riboflavina. Ejemplos de cepas de Weissella cibaria parentales incluyen las cepas con numero de depósito, sin limitar a: CECT 30583 (BAL3C-5), CECT 30585 (BAL3C-7) y CECT 30584 (BAL3C-22)." Weissella cibaria strain" is understood as any bacterial strain that belongs to the species of Weissella cibaria, a species of Gram-positive lactic acid bacteria (LAB), located within the Leuconostocaceae family. Preferably, the present invention relates to strains of food-grade Weissella cibaria that are capable of producing dextran and riboflavin (parental strains), specifically producing high concentrations of dextran, but in the absence of overproduction of riboflavin. Examples of parental strains of Weissella cibaria include strains with deposit number, without limiting to: CECT 30583 (BAL3C-5), CECT 30585 (BAL3C-7) and CECT 30584 (BAL3C-22).
En una realización particular de la presente invención, la cepa de Weissella cibaria parental se selecciona de entre las cepas con número de depósito: CECT 30583, CECT 30585 y CECT 30584.In a particular embodiment of the present invention, the parental Weissella cibaria strain is selected from among the strains with deposit number: CECT 30583, CECT 30585 and CECT 30584.
La cepa Weissella cibaria BAL3C-5 fue depositada el 22 de Marzo de 2022 bajo el Tratado de Budapest en la Colección Española de Cultivos Tipo como Autoridad Internacional de Depósito (con sede en el Edificio 3 CUE, Parc Científic Universitat de Valencia, C/ Catedrático Agustín Escardino, 9, 46980 Paterna (Valencia) ESPAÑA). El número de depósito asignado fue el CECT 30583. El depositante de la cepa fue el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).The Weissella cibaria BAL3C-5 strain was deposited on March 22, 2022 under the Treaty of Budapest in the Spanish Type Culture Collection as an International Depository Authority (based in Building 3 CUE, Parc Científic Universitat de Valencia, C/ Catedrático Agustín Escardino, 9, 46980 Paterna (Valencia) SPAIN). The deposit number assigned was CECT 30583. The depositor of the strain was the Higher Council for Scientific Research (CSIC).
La cepa Weissella cibaria BAL3C-7 fue depositada el 22 de Marzo de 2022 bajo el Tratado de Budapest en la Colección Española de Cultivos Tipo como Autoridad Internacional de Depósito (con sede en el Edificio 3 CUE, Parc Científic Universitat de Valencia, C/ Catedrático Agustín Escardino, 9, 46980 Paterna (Valencia) ESPAÑA). El número de depósito asignado fue el CECT 30585. El depositante de la cepa fue el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).The Weissella cibaria BAL3C-7 strain was deposited on March 22, 2022 under the Treaty of Budapest in the Spanish Type Culture Collection as an International Depository Authority (based in Building 3 CUE, Parc Científic Universitat de Valencia, C/ Catedrático Agustín Escardino, 9, 46980 Paterna (Valencia) SPAIN). The deposit number assigned was CECT 30585. The depositor of the strain was the Higher Council for Scientific Research (CSIC).
La cepa Weissella cibaria BAL3C-22 fue depositada el 22 de Marzo de 2022 bajo el Tratado de Budapest en la Colección Española de Cultivos Tipo como Autoridad Internacional de Depósito (con sede en el Edificio 3 CUE, Parc Científic Universitat de Valencia, C/ Catedrático Agustín Escardino, 9, 46980 Paterna (Valencia) ESPAÑA). El número de depósito asignado fue el CECT 30584. El depositante de la cepa fue el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).The Weissella cibaria BAL3C-22 strain was deposited on March 22, 2022 under the Treaty of Budapest in the Spanish Type Culture Collection as an International Deposit Authority (based in Building 3 CUE, Parc Científic Universitat de Valencia, C/ Catedrático Agustín Escardino, 9, 46980 Paterna (Valencia) SPAIN). The deposit number assigned was CECT 30584. The depositor of the strain was the Higher Council for Scientific Research (CSIC).
La presente invención se refiere a cepas de Weissella cibaria sobreproductoras de dextrano, es decir, son cepas que presentan una dextrano sacarasa activa que sintetiza dextrano, y que además comprenden al menos una mutación (en al menos un único nucleótido) en el operón de la síntesis de riboflavina (operón rib), particularmente en la región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina, también denominada “riboswitch FMN”. Dichas cepas mutantes presentan una capacidad mejorada de producción de riboflavina y, por tanto, son capaces de sobreproducir tanto dextrano como riboflavina.The present invention relates to strains of Weissella cibaria overproducing dextran, that is, they are strains that present an active dextran sucrase that synthesizes dextran, and that also comprise at least one mutation (in at least a single nucleotide) in the riboflavin synthesis operon ( rib operon), particularly in the region regulator of the riboflavin synthesis operon, also called “FMN riboswitch”. These mutant strains have an improved riboflavin production capacity and are therefore capable of overproducing both dextran and riboflavin.
Tal como se usa en el presente documento, los términos "mutante", "cepa mutante", “derivada” o “cepa derivada” son equivalentes y se refieren a cualquier microorganismo, particularmente una bacteria de la especie de Weissella cibaria, que resulta de la mutación o cambio en el ADN de uno (o varios) genes de una cepa de Weissella cibaria sobreproductora de dextrano y que presenta una capacidad mejorada de producción de riboflavina, tal y como se describe en la presente invención. La cepa derivada o mutante puede producirse de forma natural o bien de forma intencionada, por métodos de mutagénesis conocidos en el estado de la técnica como, a modo de ejemplo, el crecimiento del microorganismo original en presencia de agentes mutagénicos o causantes de estrés, o mediante ingeniería genética dirigida a la modificación de genes específicos.As used herein, the terms "mutant", "mutant strain", "derived" or "derived strain" are equivalent and refer to any microorganism, particularly a bacterium of the Weissella cibaria species, that results from the mutation or change in the DNA of one (or several) genes of a strain of Weissella cibaria that overproduces dextran and has an improved riboflavin production capacity, as described in the present invention. The derived or mutant strain can be produced naturally or intentionally, by mutagenesis methods known in the state of the art, such as, for example, the growth of the original microorganism in the presence of mutagenic or stress-causing agents, or through genetic engineering aimed at modifying specific genes.
Se entiende por cepas con “sobreproducción de riboflavina y dextrano” a aquellas cepas mutantes que producen más cantidad de riboflavina y cantidad similar de dextrano que la cepa parental de Weissella cibaria de la que proceden, transcurrido el mismo o similar periodo de tiempo de fermentación, bajo las mismas o similares condiciones de fermentación (temperatura, pH, anaerobiosis, sin o con aireación, volumen del medio, saturación, densidad óptica, etc.) y en presencia de un medio de cultivo comprendiendo una fuente de carbono o carbohidratos de la misma o similar composición. Así, los mutantes dan lugar a una sobreproducción de riboflavina, en comparación con el rendimiento obtenido cuando se emplea la cepa parental de Weissella cibaria, debido a una expresión desregulada del operón rib. Strains with “overproduction of riboflavin and dextran” are understood to be those mutant strains that produce more riboflavin and a similar amount of dextran than the parental strain of Weissella cibaria from which they come, after the same or similar period of fermentation time. under the same or similar fermentation conditions (temperature, pH, anaerobiosis, without or with aeration, medium volume, saturation, optical density, etc.) and in the presence of a culture medium comprising a carbon or carbohydrate source thereof. or similar composition. Thus, the mutants give rise to an overproduction of riboflavin, compared to the yield obtained when the parental strain of Weissella cibaria is used, due to a deregulated expression of the rib operon.
Particularmente, en la presente invención se entiende por sobreproducción de dextrano a una concentración o producción igual o mayor de 2 mg/mL o 2,8 mg/g, y por sobreproducción de riboflavina a una producción igual o mayor de 0,8 μg/mL ó 4 μg/g.Particularly, in the present invention, overproduction of dextran is understood to be a concentration or production equal to or greater than 2 mg/mL or 2.8 mg/g, and overproduction of riboflavin is understood to be a production equal to or greater than 0.8 μg/g. mL or 4 μg/g.
En una realización particular de la presente invención, la sobreproducción de dextrano equivale a una concentración igual o mayor de 2 mg/mL, preferiblemente igual o mayor de 2.5 mg/mL, más preferiblemente igual o mayor de 3 mg/mL, más preferiblemente igual o mayor de 4 mg/mL.In a particular embodiment of the present invention, the overproduction of dextran is equivalent to a concentration equal to or greater than 2 mg/mL, preferably equal to or greater than 2.5 mg/mL, more preferably equal to or greater than 3 mg/mL, more preferably equal to or greater than 4 mg/mL.
En otra realización más particular de la presente invención, la sobreproducción de dextrano equivale a una concentración igual o mayor de 5 mg/mL, preferiblemente igual o mayor de 5.5 mg/mL.In another more particular embodiment of the present invention, the overproduction of dextran is equivalent to a concentration equal to or greater than 5 mg/mL, preferably equal to or greater than 5.5 mg/mL.
En otra realización más particular de la presente invención, la sobreproducción de dextrano equivale a una concentración igual o mayor de 2,8 mg/g, preferiblemente igual o mayor de 3 mg/g.In another more particular embodiment of the present invention, the overproduction of dextran is equivalent to a concentration equal to or greater than 2.8 mg/g, preferably equal to or greater than 3 mg/g.
En una realización particular de la presente invención, la sobreproducción de riboflavina equivale a una concentración igual o mayor de 0,8 μg/mL ó 0,8 μg/g, preferiblemente igual o mayor de 1 μg/mL ó 1 μg/g, más preferiblemente igual o mayor a 2 μg/mL ó 1,25 μg/g.In a particular embodiment of the present invention, the overproduction of riboflavin is equivalent to a concentration equal to or greater than 0.8 μg/mL or 0.8 μg/g, preferably equal to or greater than 1 μg/mL or 1 μg/g, more preferably equal to or greater than 2 μg/mL or 1.25 μg/g.
En otra realización más particular de la presente invención, la sobreproducción de riboflavina equivale a una concentración igual o mayor de 2,5 μg/mL ó 4,0 μg/g, preferiblemente igual o mayor de 3 μg/mL ó 4,3 μg/g, más preferiblemente igual o mayor de 3,4 μg/mL ó 4,8 μg/g.In another more particular embodiment of the present invention, the overproduction of riboflavin is equivalent to a concentration equal to or greater than 2.5 μg/mL or 4.0 μg/g, preferably equal to or greater than 3 μg/mL or 4.3 μg. /g, more preferably equal to or greater than 3.4 μg/mL or 4.8 μg/g.
La sobreproducción de dextrano y riboflavina se puede determinar mediante una variedad de métodos conocidos en el estado de la técnica. Ejemplo de métodos para determinar la sobreproducción de dextrano y riboflavina incluyen, sin limitar a: medición de la concentración (peso/volumen) de dextrano y riboflavina en el medio de fermentación, del rendimiento (peso/peso) de dextrano y riboflavina por cantidad de sustrato o el ratio de formación de dextrano y riboflavina (peso/volumen/tiempo).Overproduction of dextran and riboflavin can be determined by a variety of methods known in the art. Example methods for determining overproduction of dextran and riboflavin include, but are not limited to: measurement of the concentration (weight/volume) of dextran and riboflavin in the fermentation medium, the yield (weight/weight) of dextran and riboflavin per amount of substrate or the ratio of dextran and riboflavin formation (weight/volume/time).
Es práctica de rutina para un experto en la materia los métodos y técnicas para determinar los niveles de riboflavina y de dextrano. Ejemplos de dichos métodos incluyen, sin limitar a, HPLC, espectrometría de masas, inmunoensayo o ensayos de actividad, particularmente espectrometría de fluorescencia, método del fenol sulfúrico, hidrólisis con dextranasa y cuantificación del producto por cromatografía de gases y espectrometría de masas, medida del índice de refracción.It is routine practice for one skilled in the art to use methods and techniques to determine riboflavin and dextran levels. Examples of such methods include, but are not limited to, HPLC, mass spectrometry, immunoassay or activity assays, particularly fluorescence spectrometry, sulfuric phenol method, dextranase hydrolysis and quantification of the product by gas chromatography and mass spectrometry, measurement of refractive index.
En las bacterias lácticas (BAL), como en el resto de las bacterias Gram-positivas, las enzimas implicadas en la biosíntesis de riboflavina están codificadas por genes que se agrupan en el operón rib (ribG, ribB, ribA y ribH), cuya expresión está regulada por el elemento denominado “riboswitch FMN” localizado en la región 5’ no traducida de su ARNm, y que codifican, respectivamente las proteínas:In lactic acid bacteria (LAB), as in the rest of the Gram-positive bacteria, the Enzymes involved in riboflavin biosynthesis are encoded by genes that are grouped in the rib operon ( ribbG , ribB, ribA and ribH), whose expression is regulated by the element called “riboswitch FMN” located in the 5' untranslated region of its mRNA, and which code, respectively, for proteins:
RibG: diaminohidroxifosforribosilaminopirimidina desaminasa/5-amino-6-(5-fosforribosilamino) uracil reductasa, con 341 aminoácidos (aa) y 36,63 kDa, que presenta la secuencia aminoacídica SEQ ID NO: 2;RibG: diaminohydroxyphosphoribosylaminopyrimidine deaminase/5-amino-6-(5-phosphoribosylamino) uracil reductase, with 341 amino acids (aa) and 36.63 kDa, which has the amino acid sequence SEQ ID NO: 2;
RibB: riboflavina sintasa con 195 aa y 21,16 kDa, que presenta la secuencia aminoacídica SEQ ID NO: 3;RibB: riboflavin synthase with 195 aa and 21.16 kDa, which has the amino acid sequence SEQ ID NO: 3;
RibA: 3,4-dihidroxi-2-butanona 4-fosfato sintasa con 393 aa y 42,9 kDa, que presenta la secuencia aminoacídica SEQ ID NO: 4 yRibA: 3,4-dihydroxy-2-butanone 4-phosphate synthase with 393 aa and 42.9 kDa, which has the amino acid sequence SEQ ID NO: 4 and
RibH: 6,7-dimetil-8-ribitillumacine sintasa con 195 aa y 16,07 kDa, que presenta la secuencia aminoacídica SEQ ID NO: 5.RibH: 6,7-dimethyl-8-ribitillumacine synthase with 195 aa and 16.07 kDa, which has the amino acid sequence SEQ ID NO: 5.
El operón rib comprende la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 1, donde dicho operón rib incluye el “riboswitch FMN” (SEQ ID NO: 6). Dicho operón incluye los genes codificantes de las proteínas Rib anteriormente descritas (SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4 y SEQ ID NO: 5).The rib operon comprises the nucleotide sequence SEQ ID NO: 1, where said rib operon includes the “FMN riboswitch” (SEQ ID NO: 6). Said operon includes the genes encoding the Rib proteins described above (SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 5).
El “riboswitch FMN” consta de un dominio sensor conservado (aptámero), capaz de unir el efector FMN, y de un dominio regulador (plataforma de expresión), que puede exhibir conformaciones alternativas de terminador transcripcional (estado OFF) o de antiterminador (estado ON). Dicha región reguladora o “riboswitch FMN” comprende la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 6.The “FMN riboswitch” consists of a conserved sensor domain (aptamer), capable of binding the FMN effector, and a regulatory domain (expression platform), which can exhibit alternative conformations of transcriptional terminator (OFF state) or antiterminator (OFF state). ON). Said regulatory region or “FMN riboswitch” comprises the nucleotide sequence SEQ ID NO: 6.
SEQ ID NO: 6SEQ ID NO: 6
Secuencia de nucleótidos del “riboswitch FMN” de las cepas CECT 30583, CECT 30585 y CECT 30584 de W. cibaria: Nucleotide sequence of the “FMN riboswitch” of W. cibaria strains CECT 30583, CECT 30585 and CECT 30584:
Particularmente, las mutaciones responsables de la sobreproducción de riboflavina se disponen en el aptámero, modificando su conformación. El aptámero consiste en una estructura pentafoliada, constituida por 5 horquillas (formadas por los tallos P2 a P6) que interaccionan a distancia para formar el sitio de unión del FMN, cerrada por la hélice reguladora (P1) que transmite la señal de unión del efector a la plataforma de expresión. La unión del FMN al aptámero estabiliza la hélice P1 y conduce a la formación de un terminador transcripcional en el dominio regulador (estado OFF), lo que impide la expresión del operón rib. En ausencia del efector se forma, por el contrario, una estructura antiterminadora que permite la transcripción del operón (estado ON).Particularly, the mutations responsible for the overproduction of riboflavin are arranged in the aptamer, modifying its conformation. The aptamer consists of a pentafoliate structure, made up of 5 hairpins (formed by stems P2 to P6) that interact at a distance to form the FMN binding site, closed by the regulatory helix (P1) that transmits the binding signal from the effector to the expression platform . The binding of FMN to the aptamer stabilizes the P1 helix and leads to the formation of a transcriptional terminator in the regulatory domain (OFF state), which prevents the expression of the rib operon. In the absence of the effector, on the contrary, an antiterminator structure is formed that allows transcription of the operon (ON state).
Las cepas BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2 presentan mutaciones de un solo nucleótido dentro de la región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina (denominada “riboswitch FMN”) (SEQ ID NO: 6), concretamente en el dominio sensor conservado (aptámero), modificando su conformación. Particularmente las mutaciones se encuentran en la posición 35, 43 y/o 129 del “riboswitch FMN” (posiciones subrayadas y marcadas en negrita en la SEQ ID NO: 6 descrita anteriormente) y presentan una timina (T) en lugar de guanina (G) en el nucleótido en posición 35 (G35T), una timina (T) en lugar de una citosina (C) en la posición 43 (C43T), o una adenina (A) en la posición 129, en lugar de una guanina (G) (G129A).The BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2 strains present single nucleotide mutations within the regulatory region of the riboflavin synthesis operon (called “FMN riboswitch”) (SEQ ID NO: 6), specifically in the conserved sensor domain (aptamer), modifying its conformation. Particularly the mutations are found at position 35, 43 and/or 129 of the “FMN riboswitch” (positions underlined and marked in bold in SEQ ID NO: 6 described above) and present a thymine (T) instead of guanine (G ) at the nucleotide at position 35 (G35T), a thymine (T) instead of a cytosine (C) at position 43 (C43T), or an adenine (A) at position 129, instead of a guanine (G ) (G129A).
Así, en otra realización particular de la cepa de la invención, la mutación en la región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina se selecciona de entre:Thus, in another particular embodiment of the strain of the invention, the mutation in the regulatory region of the riboflavin synthesis operon is selected from:
(a) T en lugar de G en la posición 35 de la SEQ ID NO: 6 (dando lugar a la región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina con secuencia SEQ ID NO: 7);(a) T instead of G at position 35 of SEQ ID NO: 6 (giving rise to the regulatory region of the riboflavin synthesis operon with sequence SEQ ID NO: 7);
(b) T en lugar de C en la posición 43 de la SEQ ID NO: 6 (dando lugar a la región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina con secuencia SEQ ID NO: 8); o(b) T instead of C at position 43 of SEQ ID NO: 6 (giving rise to the regulatory region of the riboflavin synthesis operon with sequence SEQ ID NO: 8); either
(c) A en lugar de G en la posición 129 de la SEQ ID NO: 6 (dando lugar a la región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina con secuencia SEQ ID NO: 9).(c) A instead of G at position 129 of SEQ ID NO: 6 (giving rise to the regulatory region of the riboflavin synthesis operon with sequence SEQ ID NO: 9).
Así, las cepas mutadas de la invención tienen una región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina que comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos de la SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 o SEQ ID NO: 9, donde la SEQ ID NO: 7 corresponde a la secuencia SEQ ID NO: 6 que comprende la mutación G35T, la SEQ ID NO: 8 corresponde a la secuencia SEQ ID NO: 6 que comprende la mutación C43T y la SEQ ID NO: 9 corresponde a la secuencia SEQ ID NO: 6 que comprende la mutación G129A.Thus, the mutated strains of the invention have a regulatory region of the riboflavin synthesis operon that comprises or consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 9, where the SEQ ID NO: 7 corresponds to the sequence SEQ ID NO: 6 that comprises the G35T mutation, SEQ ID NO: 8 corresponds to the sequence SEQ ID NO: 6 that comprises the C43T mutation and SEQ ID NO: 9 corresponds to the sequence SEQ ID NO: 6 comprising the G129A mutation.
Particularmente, la cepa BAL3C-5 B2 (cepa mutante obtenida a partir de la cepa parental con número de depósito CECT 30583), que exhibe el fenotipo de mayor sobreproducción de riboflavina, presenta un cambio de T en lugar de G en el nucleótido en posición 35 del “ríboswitch FMN” (G35T), que desestabilizaría la formación de la hélice P2 del aptámero.Particularly, the BAL3C-5 B2 strain (mutant strain obtained from the parental strain with deposit number CECT 30583), which exhibits the phenotype of greater riboflavin overproduction, presents a change of T instead of G in the nucleotide in position 35 of the “FMN riboswitch” (G35T), which would destabilize the formation of the P2 helix of the aptamer.
La cepa BAL3C-22 B2 (cepa mutante obtenida a partir de la cepa parental con número de depósito CECT 30584), con el fenotipo de menor sobreproducción de riboflavina, tiene la citosina C en la posición 43 sustituida por T (C43T). Esta mutación también afectaría a la estabilidad de la hélice P2.The BAL3C-22 B2 strain (mutant strain obtained from the parental strain with CECT deposit number 30584), with the phenotype of lower riboflavin overproduction, has cytosine C at position 43 replaced by T (C43T). This mutation would also affect the stability of the P2 helix.
Por su parte, la cepa BAL3C-7 B2 (cepa mutante obtenida a partir de la cepa parental con número de depósito CECT 30585) posee una A en la posición 129, en lugar de una G (G129A). Esta mutación afectaría a la secuencia del espaciado entre las hélices P5 y P6.For its part, the BAL3C-7 B2 strain (mutant strain obtained from the parental strain with CECT deposit number 30585) has an A at position 129, instead of a G (G129A). This mutation would affect the sequence spacing between helices P5 and P6.
Así, en otra realización particular, la cepa de la invención es la cepa parental Weissella cibaria con número de depósito CECT 30583, donde dicha cepa comprende una región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina que comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos de la SEQ ID NO: 7.Thus, in another particular embodiment, the strain of the invention is the parental strain Weissella cibaria with deposit number CECT 30583, where said strain comprises a regulatory region of the riboflavin synthesis operon that comprises or consists of the nucleotide sequence of the SEQ ID NO: 7.
Así, en otra realización particular la cepa de la invención es la cepa parental de Weissella cibaria con número de depósito CECT 30584, donde dicha cepa comprende una región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina que comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos de la SEQ ID NO: 8.Thus, in another particular embodiment, the strain of the invention is the parental strain of Weissella cibaria with deposit number CECT 30584, where said strain comprises a regulatory region of the riboflavin synthesis operon that comprises or consists of the nucleotide sequence of the SEQ ID NO: 8.
Así, en otra realización particular la cepa de la invención es la cepa parental Weissella cibaria con número de depósito CECT 30585, donde dicha cepa comprende una región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina que comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos de la SEQ ID NO: 9.Thus, in another particular embodiment, the strain of the invention is the parental strain Weissella cibaria with deposit number CECT 30585, where said strain comprises a regulatory region of the riboflavin synthesis operon that comprises or consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9.
Como sabe un experto en la materia, la cepa de la invención o la cepa derivada o mutante puede estar comprendida en una población bacteriana. Por tanto, otro aspecto de la presente invención se refiere a una población bacteriana que comprende la cepa de la invención, denominada de aquí en adelante “población bacteriana de la invención”.As one skilled in the art knows, the strain of the invention or the derived or mutant strain may be comprised in a bacterial population. Therefore, another aspect of the present invention relates to a bacterial population comprising the strain of the invention, hereinafter referred to as "bacterial population of the invention."
El término “población bacteriana” se refiere a un conjunto de microorganismos donde al menos hay una célula de la cepa de la invención, en cualquier fase del estado de desarrollo y en cualquier fase de crecimiento.The term “bacterial population” refers to a set of microorganisms where there is at least one cell of the strain of the invention, in any phase of the development stage. and in any phase of growth.
Como entiende el experto en la materia, la cepa de la invención o la población de la invención, pueden estar contenidos dentro de una composición.As understood by those skilled in the art, the strain of the invention or the population of the invention may be contained within a composition.
Así, en otro aspecto, la presente invención se refiere a una composición que comprende la cepa de la invención o la población de la invención, así como cualquier combinación de las mismas, de aquí en adelante la “composición de la invención”.Thus, in another aspect, the present invention relates to a composition comprising the strain of the invention or the population of the invention, as well as any combination thereof, hereinafter the "composition of the invention."
El término “composición”, definida de forma general, es un conjunto de componentes que está formado al menos por la cepa de la invención en cualquier concentración o la población de la cepa de la invención, o por una combinación de las mismas. Particularmente, la composición de la invención puede ser una composición alimentaria.The term “composition”, generally defined, is a set of components that is formed by at least the strain of the invention in any concentration or the population of the strain of the invention, or a combination thereof. Particularly, the composition of the invention may be a food composition.
El término “composición alimentaria” de la presente invención se refiere a un alimento o a una composición necesaria para la elaboración o producción de un alimento que, con independencia de aportar nutrientes al sujeto que lo toma, afecta beneficiosamente a una o varias funciones del organismo, de manera que proporciona un mejor estado de salud y bienestar. Como consecuencia, dicha composición alimentaria puede ser destinada a la prevención y/o tratamiento de una enfermedad o del factor causante de una enfermedad.The term "food composition" of the present invention refers to a food or a composition necessary for the preparation or production of a food that, regardless of providing nutrients to the subject who takes it, beneficially affects one or more functions of the organism, so that it provides a better state of health and well-being. As a consequence, said food composition can be used for the prevention and/or treatment of a disease or the factor causing a disease.
En otra realización más particular, el alimento se selecciona de la lista que comprende: producto lácteo, producto de panificación, producto vegetal, producto cárnico, aperitivo, chocolate, bebida o alimento infantil.In another more particular embodiment, the food is selected from the list that includes: dairy product, baking product, vegetable product, meat product, snack, chocolate, beverage or baby food.
Opcionalmente, la composición según cualquiera de las definidas anteriormente puede comprender además al menos un aditivo. Así, en una realización particular, la composición de la invención comprende, además, al menos un aditivo.Optionally, the composition according to any of those defined above may further comprise at least one additive. Thus, in a particular embodiment, the composition of the invention also comprises at least one additive.
El término "aditivo" se refiere a un compuesto, sustancia, solución, producto que puede mejorar, potenciar o complementar la actividad de una cepa de la especie Weissella cibaria, con el fin de mejorar o conservar el sabor, el aspecto, la frescura y la calidad, manteniendo sus propiedades químicas y organolépticas. Los ejemplos de aditivos incluyen, sin limitación, plantas o extractos de plantas o componentes (polifenoles, aceite de argán, proteínas de clarificación), y productos químicos o enzimas (agentes sulfitantes, lisozima, glicosidasas, pectinasas, hemicelulasas) o aditivos alimentarios.The term "additive" refers to a compound, substance, solution, product that can improve, enhance or complement the activity of a strain of the Weissella cibaria species, in order to improve or preserve the flavor, appearance, freshness and quality, maintaining its chemical and organoleptic properties. Examples of additives include, without limitation, plants or plant extracts or components (polyphenols, argan oil, fining proteins), and chemicals or enzymes (sulfiting agents, lysozyme, glycosidases, pectinases, hemicellulases) or food additives.
En otra realización particular de la composición de la invención, el aditivo es un aditivo alimentario.In another particular embodiment of the composition of the invention, the additive is a food additive.
Ejemplos de aditivos alimentarios incluyen, sin limitar a, sustancias que impiden las alteraciones químicas biológicas (antioxidantes, sinérgicos de antioxidantes y conservantes), sustancias estabilizadoras de las características físicas (emulgentes, espesantes, gelificantes, antiespumantes, antiapelmazantes, antiaglutinantes, humectantes, reguladores de pH), sustancias correctoras de las cualidades plásticas (mejoradores de la panificación, correctores de la vinificación, reguladores de la maduración) o sustancias modificadoras de los caracteres organolépticos (colorantes, potenciadores del sabor, edulcorantes artificiales, aromas) y probióticos o prebióticos.Examples of food additives include, but are not limited to, substances that prevent biological chemical alterations (antioxidants, synergists of antioxidants and preservatives), substances that stabilize physical characteristics (emulsifiers, thickeners, gelling agents, antifoams, anti-caking agents, anti-caking agents, humectants, moisture regulators). pH), substances that correct plastic qualities (baking improvers, winemaking correctors, ripening regulators) or substances that modify organoleptic characteristics (colors, flavor enhancers, artificial sweeteners, aromas) and probiotics or prebiotics.
Es práctica de rutina para un experto en la materia calcular la cantidad de cepa de la invención, o en la población bacteriana o en la composición de la invención, empleada para la producción de dextrano y riboflavina en la presente invención.It is routine practice for one skilled in the art to calculate the amount of strain of the invention, or in the bacterial population or in the composition of the invention, used for the production of dextran and riboflavin in the present invention.
En una realización particular de la presente invención, la concentración de la cepa de la invención es entre 107 y 1010 unidades formadoras de colonias (UFC) por gramo o mililitro de composición final.In a particular embodiment of the present invention, the concentration of the strain of the invention is between 107 and 1010 colony forming units (CFU) per gram or milliliter of final composition.
En otra realización particular, la concentración de la cepa de la invención es entre 108 y 109 UFC/g o mL de la composición final.In another particular embodiment, the concentration of the strain of the invention is between 108 and 109 CFU/g or mL of the final composition.
La cepa, población bacteriana o composición de la invención son capaces de sobreproducir dextrano y riboflavina y, además, serían útiles para la elaboración de alimentos funcionales enriquecidos in situ en vitamina B2 (riboflavina) y en dextranos, que pueden mejorar las condiciones de textura y organolépticas de alimentos.The strain, bacterial population or composition of the invention are capable of overproducing dextran and riboflavin and, in addition, would be useful for the production of functional foods enriched in situ in vitamin B2 (riboflavin) and dextrans, which can improve texture and food organoleptics.
Así, otro aspecto de la presente invención es el uso de la cepa, población bacteriana o composición de la invención para la producción de dextrano y riboflavina.Thus, another aspect of the present invention is the use of the strain, bacterial population or composition of the invention for the production of dextran and riboflavin.
Además, otro aspecto de la presente invención es el uso de la cepa, población bacteriana o composición de la invención para la producción de alimentos fermentados experimentales enriquecidos en dextrano y riboflavina.Furthermore, another aspect of the present invention is the use of the strain, bacterial population or composition of the invention for the production of experimental fermented foods. enriched in dextran and riboflavin.
El término "alimentos fermentados”, tal como se usa en la presente invención, se refiere a alimentos o composiciones alimentarias que han sido transformados o fermentados por la acción de bacterias y/o levaduras sobre los glúcidos que contienen, alterando sus características bioquímicas. Durante este proceso, los azúcares se convierten en ácidos, gas o alcohol, que actúan como conservantes naturales. Ejemplos de alimentos fermentados incluyen sin limitar a: masas harineras fermentadas o pan, queso, embutidos, bebidas alcohólicas (cerveza o vino), yogurt, kéfir, chucrut crudo y kimchi tradicional.The term "fermented foods", as used in the present invention, refers to foods or food compositions that have been transformed or fermented by the action of bacteria and/or yeasts on the carbohydrates they contain, altering their biochemical characteristics. During In this process, the sugars are converted into acids, gas or alcohol, which act as natural preservatives. Examples of fermented foods include but are not limited to: fermented flour dough or bread, cheese, sausages, alcoholic beverages (beer or wine), yogurt, kefir , raw sauerkraut and traditional kimchi.
Otra realización particular de la presente invención es el uso de la cepa, población bacteriana o composición de la invención para la producción de masas harineras fermentadas.Another particular embodiment of the present invention is the use of the strain, bacterial population or composition of the invention for the production of fermented flour doughs.
Las cepas bacterianas de la presente invención son de utilidad para la producción de dextrano y riboflavina. Así, otro aspecto de la presente invención es un método para la producción de dextrano y riboflavina, de aquí en adelante el "primer método de la invención” , que comprende:The bacterial strains of the present invention are useful for the production of dextran and riboflavin. Thus, another aspect of the present invention is a method for the production of dextran and riboflavin, hereinafter the "first method of the invention", which comprises:
(i) cultivar la cepa de Weissella cibaria, la población bacteriana o la composición de la invención en un medio de cultivo que comprende suplementación con sacarosa, y (ii) recuperar del medio de cultivo el dextrano y la riboflavina obtenidos en (i).(i) cultivating the Weissella cibaria strain, the bacterial population or the composition of the invention in a culture medium comprising sucrose supplementation, and (ii) recovering the dextran and riboflavin obtained in (i) from the culture medium.
Los términos "cepa de Weissella cibaria” , "población bacteriana” y "composición” han sido definidos en párrafos anteriores del presente documento, y se aplican de igual forma a este aspecto de la invención, así como a todas sus realizaciones particulares (solas o en combinación).The terms " Weissella cibaria strain", "bacterial population" and "composition" have been defined in previous paragraphs of this document, and apply equally to this aspect of the invention, as well as to all its particular embodiments (alone or in combination).
Como entiende el experto en la materia, el crecimiento o cultivo de un microorganismo se lleva a cabo en un medio de cultivo que comprende los componentes necesarios para que dicho microorganismo prolifere. Así, en el presente documento, el término "medio de cultivo” se refiere a una sustancia, un compuesto, una mezcla, una disolución que comprende la fuente de carbono necesaria para el crecimiento y metabolismo del microorganismo, en donde dicho medio de cultivo puede ser sólido, semisólido, semilíquido o líquido. As understood by those skilled in the art, the growth or cultivation of a microorganism is carried out in a culture medium that includes the necessary components for said microorganism to proliferate. Thus, in this document, the term "culture medium" refers to a substance, a compound, a mixture, a solution that comprises the carbon source necessary for the growth and metabolism of the microorganism, where said culture medium can be solid, semisolid, semiliquid or liquid.
"Medios de cultivo” adecuados para ser empleados en la presente invención son todos aquellos conocidos en el estado de la técnica como apropiados para el crecimiento, actividad fermentadora y mantenimiento en cultivo de cepas de Weissella cibaria. El medio de cultivo puede comprender, además, sales y/o tampones. Ejemplos de estos medios de cultivo son, sin limitar a, MRS (medio de Man, Rogosa y Sharpe, Condalab), RAM (Medio de ensayo de riboflavina, Difco) o RAMS (Medio de ensayo de riboflavina con sacarosa)."Culture media" suitable for use in the present invention are all those known in the state of the art as appropriate for the growth, fermentation activity and maintenance in culture of Weissella cibaria strains. The culture medium may also comprise: salts and/or buffers. Examples of these culture media are, but are not limited to, MRS (Man, Rogosa and Sharpe medium, Condalab), RAM (Riboflavin Assay Medium, Difco) or RAMS (Riboflavin Assay Medium with saccharose).
El medio de cultivo está, además, suplementado con una fuente de carbono, la cual puede comprender, por ejemplo, pero sin limitarnos, glucosa, sacarosa, maltosa, fructosa, xilosa, arabinosa, o una mezcla de ambos tipos de azúcares, preferiblemente con sacarosa.The culture medium is further supplemented with a carbon source, which may comprise, for example, but not limited to, glucose, sucrose, maltose, fructose, xylose, arabinose, or a mixture of both types of sugars, preferably with saccharose.
El cultivo de la bacteria Weisella cibaria tiene que llevarse a cabo en las condiciones adecuadas para que las bacterias puedan crecer y sintetizar dextrano y riboflavina a partir de la fuente de carbono. Las condiciones adecuadas de pH, temperatura, humedad, etc., necesarias para cultivar Weissella cibaria son ampliamente conocidas en el estado de la técnica. En general, el crecimiento de dichas bacterias requiere de una temperatura por encima de 15°C y por debajo de 45 °C, y de un tiempo entre 12 a 48 horas.The cultivation of Weisella cibaria bacteria has to be carried out under the right conditions so that the bacteria can grow and synthesize dextran and riboflavin from the carbon source. The appropriate conditions of pH, temperature, humidity, etc., necessary to cultivate Weissella cibaria are widely known in the state of the art. In general, the growth of these bacteria requires a temperature above 15°C and below 45°C, and a time between 12 to 48 hours.
Así, en una realización particular del primer método de la invención, la etapa (i) se lleva a cabo durante 15 a 35 horas y una temperatura entre 20 °C y 37 °C.Thus, in a particular embodiment of the first method of the invention, step (i) is carried out for 15 to 35 hours and a temperature between 20 °C and 37 °C.
En otra realización particular del primer método de la invención, la etapa (i) se lleva a cabo a una temperatura de entre 25 °C y 35 °C, preferiblemente de entre 28 °C y 32 °C.In another particular embodiment of the first method of the invention, step (i) is carried out at a temperature of between 25 °C and 35 °C, preferably between 28 °C and 32 °C.
En otra realización todavía más particular, la etapa (i) del método de la invención se lleva a cabo a una temperatura de 30 °C.In another even more particular embodiment, step (i) of the method of the invention is carried out at a temperature of 30 °C.
Así, en una realización particular del primer método de la invención, la etapa (i) se lleva a cabo durante un tiempo entre 16 a 25 horas, preferiblemente durante 23 horas.Thus, in a particular embodiment of the first method of the invention, step (i) is carried out for a time between 16 to 25 hours, preferably for 23 hours.
Una vez cultivadas las cepas de Weissella cibaria durante la etapa (i) del primer método de la invención, se recupera del medio de cultivo el dextrano y la riboflavina producidos.Once the Weissella cibaria strains have been cultured during step (i) of the first method of the invention, the dextran and riboflavin produced are recovered from the culture medium.
El término "recuperación”, tal y como se emplea en la etapa (ii) del primer método para la producción de dextrano y riboflavina de la invención, se refiere a la recogida de dichos compuestos obtenidos después de la etapa (i). Dicha recuperación se puede llevar a cabo por cualquier procedimiento conocido en la técnica, incluyendo métodos mecánicos y/o manuales, tal como centrifugación del cultivo bacteriano, recogida del sobrenadante y precipitación con etanol o concentración por liofilización.The term "recovery", as used in step (ii) of the first method for the Production of dextran and riboflavin of the invention refers to the collection of said compounds obtained after step (i). Said recovery can be carried out by any procedure known in the art, including mechanical and/or manual methods, such as centrifugation of the bacterial culture, collection of the supernatant and precipitation with ethanol or concentration by lyophilization.
Mediante el uso de las cepas Weissella cibaria BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2 se pueden obtener riboflavina y dextrano.By using the Weissella cibaria strains BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2, riboflavin and dextran can be obtained.
Así, en otra realización particular del primer método de la invención, la cepa de Weissella cibaria de la etapa (i) es la cepa parental con número de depósito CECT 30583 (BAL3C-5), donde dicha cepa comprende una región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina que comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos de la SEQ ID NO: 7.Thus, in another particular embodiment of the first method of the invention, the Weissella cibaria strain of step (i) is the parental strain with CECT deposit number 30583 (BAL3C-5), where said strain comprises a regulatory region of the operon of the synthesis of riboflavin comprising or consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7.
Así, en otra realización particular del primer método de la invención, la cepa de Weissella cibaria de la etapa (i) es la cepa parental con número de depósito CECT 30584 (BAL3C-22) donde dicha cepa comprende una región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina que comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos de la SEQ ID NO: 8.Thus, in another particular embodiment of the first method of the invention, the Weissella cibaria strain of step (i) is the parental strain with CECT deposit number 30584 (BAL3C-22) where said strain comprises a regulatory region of the operon of the riboflavin synthesis comprising or consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8.
Así, en otra realización particular del primer método de la invención, la cepa de Weissella cibaria de la etapa (i) es la cepa parental con número de depósito CECT 30585 (BAL3C-7) donde dicha cepa comprende una región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina que comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos de la SEQ ID NO: 9.Thus, in another particular embodiment of the first method of the invention, the Weissella cibaria strain of step (i) is the parental strain with CECT deposit number 30585 (BAL3C-7) where said strain comprises a regulatory region of the operon of the riboflavin synthesis comprising or consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9.
Particularmente, la cepa BAL3C-5 B2 (cepa mutante obtenida a partir de la cepa parental con número de depósito CECT 30583), la cual presenta un cambio de T en lugar de G en el nucleótido en posición 35 del “riboswitch FMN” (G35T), exhibe el fenotipo de mayor sobreproducción de riboflavina.Particularly, the BAL3C-5 B2 strain (mutant strain obtained from the parental strain with deposit number CECT 30583), which presents a change of T instead of G in the nucleotide in position 35 of the “FMN riboswitch” (G35T ), exhibits the phenotype of greater riboflavin overproduction.
Así, en otra realización más particular del primer método de la invención, la etapa (i) se refiere a cultivar la cepa parental de Weissella cibaria con número de depósito CECT 30583 donde dicha cepa comprende una región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina que comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos de la SEQ ID NO: 7, es decir, la cepa mutante derivada de BAL3C-5. Thus, in another more particular embodiment of the first method of the invention, step (i) refers to cultivating the parental strain of Weissella cibaria with deposit number CECT 30583 where said strain comprises a regulatory region of the riboflavin synthesis operon that comprises or consists of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7, that is, the mutant strain derived from BAL3C-5.
Las cepas bacterianas de la presente invención son de utilidad para la elaboración, por fermentación, de alimentos funcionales enriquecidos in situ en vitamina B2 (riboflavina) y en dextranos que pueden mejorar las condiciones de textura y organolépticas de los productos. Entre las posibles aplicaciones de estas cepas mutantes se encuentra su utilización para la fortificación en vitamina B2 de harinas blancas de trigo y la elaboración de productos de panificación funcionales (panes, galletas, pasta) enriquecidos con vitamina B2.The bacterial strains of the present invention are useful for the production, by fermentation, of functional foods enriched in situ in vitamin B2 (riboflavin) and dextrans that can improve the texture and organoleptic conditions of the products. Among the possible applications of these mutant strains is their use for vitamin B2 fortification of white wheat flour and the production of functional baking products (breads, cookies, pasta) enriched with vitamin B2.
Así, otro aspecto de la presente invención se refiere a un método para producir alimentos fermentados enriquecidos en dextrano y riboflavina, de aquí en adelante el "segundo método de la invención” que comprende:Thus, another aspect of the present invention refers to a method for producing fermented foods enriched in dextran and riboflavin, hereinafter the "second method of the invention" comprising:
(i) inocular la cepa, la población bacteriana o la composición de la invención en una masa o mezcla alimentaria, y(i) inoculate the strain, bacterial population or composition of the invention into a food dough or mixture, and
(ii) fermentar, en presencia de sacarosa, la masa alimentaria obtenida en (i).(ii) ferment, in the presence of sucrose, the food mass obtained in (i).
Los términos "cepa de Weissella cibaria”, "población bacteriana”, "composición” y "alimentos fermentados” han sido definidos en párrafos anteriores del presente documento, y se aplican de igual forma a este aspecto de la invención, así como a todas sus realizaciones particulares (solas o en combinación).The terms " Weissella cibaria strain", "bacterial population", "composition" and "fermented foods" have been defined in previous paragraphs of this document, and apply equally to this aspect of the invention, as well as to all its aspects. particular realizations (alone or in combination).
En una realización particular del segundo método de la invención, la etapa (ii) se lleva a cabo a una temperatura entre 20 y 35 °C, durante 6 a 24 horas.In a particular embodiment of the second method of the invention, step (ii) is carried out at a temperature between 20 and 35 °C, for 6 to 24 hours.
En una realización particular del segundo método de la invención, la masa alimentaria es una masa harinera fermentadaIn a particular embodiment of the second method of the invention, the food dough is a fermented flour dough.
En otra realización particular del segundo método de la invención, la masa panaria comprende harina procedente de granos de cereales o de hierbas que se seleccionan de entre: trigo, arroz, maíz, cebada, avena, centeno, alforfón o trigo sarraceno, quinoa y combinaciones entre las mismas.In another particular embodiment of the second method of the invention, the bread dough comprises flour from cereal grains or herbs that are selected from: wheat, rice, corn, barley, oats, rye, buckwheat or buckwheat, quinoa and combinations. between them.
Como sabe un experto en la materia, las masas de panificación de los alimentos fermentados elaborados con cereales o pseudocereales (por ejemplo, pan o bollería) además pueden comprender levaduras, para llevar a cabo la fermentación del producto alimentario. As a person skilled in the art knows, the baking doughs for fermented foods made with cereals or pseudocereals (for example, bread or pastries) may also comprise yeasts, to carry out the fermentation of the food product.
Así, en otra realización particular, la masa alimentaria, además, comprende al menos una levadura.Thus, in another particular embodiment, the food dough also comprises at least one yeast.
El término "levadura” tal como se usa en el presente documento se refiere a microorganismos denominados hongos, capaces de llevar a cabo la descomposición mediante fermentación de diversos compuestos orgánicos, principalmente azúcares o hidratos de carbono. Ejemplos de especies de levaduras en la presente invención incluyen, sin limitar a, Saccharomyces cerevisiae. The term "yeast" as used herein refers to microorganisms called fungi, capable of carrying out the decomposition by fermentation of various organic compounds, mainly sugars or carbohydrates. Examples of yeast species in the present invention include, but are not limited to, Saccharomyces cerevisiae.
Es práctica de rutina para un experto en la materia calcular la cantidad de cepa de la invención, o en la población bacteriana o en la composición de la invención, o en su caso la cantidad de la levadura, empleada para la producción de dextrano y riboflavina en la presente invención.It is routine practice for a person skilled in the art to calculate the amount of strain of the invention, or in the bacterial population or in the composition of the invention, or, where appropriate, the amount of yeast, used for the production of dextran and riboflavin. in the present invention.
En una realización particular del segundo método de la presente invención, la concentración de la cepa de Weissella cibaria es entre 108 y 1010 y/o la concentración de la levadura es entre 106 y 109 unidades formadoras de colonias (UFC) por gramo o mililitro de masa alimentaria.In a particular embodiment of the second method of the present invention, the concentration of the Weissella cibaria strain is between 108 and 1010 and/or the concentration of the yeast is between 106 and 109 colony forming units (CFU) per gram or milliliter of food mass.
En otra realización particular, la concentración de la cepa de la invención es entre 107 y 109 y de levadura es entre 107 y 108 UFC/g o mL de la composición final.In another particular embodiment, the concentration of the strain of the invention is between 107 and 109 and of the yeast is between 107 and 108 CFU/g or mL of the final composition.
Particularmente, mediante el uso de las cepas Weissella cibaria BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2 se pueden obtener masas harineras fermentadas enriquecidas en riboflavina y dextrano, tanto en co-cultivo con levadura como sin levadura.Particularly, by using the Weissella cibaria BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2 strains, fermented flour doughs enriched in riboflavin and dextran can be obtained, both in co-culture with yeast and without yeast.
Así, en otra realización particular del segundo método de la invención, la cepa de Weissella cibaria de la etapa (i) es la cepa parental con número de depósito CECT 30583 (BAL3C-5), donde dicha cepa comprende una región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina que comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos de la SEQ ID NO: 7.Thus, in another particular embodiment of the second method of the invention, the Weissella cibaria strain of step (i) is the parental strain with CECT deposit number 30583 (BAL3C-5), where said strain comprises a regulatory region of the operon of the synthesis of riboflavin comprising or consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 7.
Así, en otra realización particular del segundo método de la invención, la cepa de Weissella cibaria de la etapa (i) es la cepa parental con número de depósito CECT 30584 (BAL3C-22) donde dicha cepa comprende una región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina que comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos de la SEQ ID NO: 8.Thus, in another particular embodiment of the second method of the invention, the Weissella cibaria strain of step (i) is the parental strain with CECT deposit number 30584 (BAL3C-22) where said strain comprises a regulatory region of the operon of the synthesis of riboflavin comprising or consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8.
Así, en otra realización particular del segundo método de la invención, la cepa de Weissella cibaria de la etapa (i) es la cepa parental con número de depósito CECT 30585 (BAL3C-7) donde dicha cepa comprende una región reguladora del operón de la síntesis de riboflavina que comprende o consiste en la secuencia de nucleótidos de la SEQ ID NO: 9.Thus, in another particular embodiment of the second method of the invention, the Weissella cibaria strain of step (i) is the parental strain with CECT deposit number 30585 (BAL3C-7) where said strain comprises a regulatory region of the operon of the riboflavin synthesis comprising or consisting of the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 9.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES
Figura 1. Detección de la producción de riboflavina por las cepas de W. cibaria sobreproductoras de riboflavina (BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2) y sus cepas parentales (BAL3C-5, BAL3C-7 y BAL3C-22) productoras de la vitamina. Las bacterias se cultivaron en medio conteniendo glucosa (RAM) o glucosa más sacarosa (RAMS) y se midió en tiempo real su crecimiento (DO600 nm) y la fluorescencia emitida por la riboflavina producida por ellas.Figure 1. Detection of riboflavin production by riboflavin-overproducing W. cibaria strains (BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2) and their parental strains (BAL3C-5, BAL3C-7 and BAL3C- 22) vitamin producers. The bacteria were grown in medium containing glucose (RAM) or glucose plus sucrose (RAMS) and their growth (OD600 nm) and the fluorescence emitted by the riboflavin produced by them were measured in real time.
Figura 2. Representación esquemática de las posibles conformaciones "ON” y OFF” del “riboswitch FMN”. El mecanismo de actuación del “riboswitch FMN” silvestre se basa en el cambio, promovido por la unión del efector, desde el estado "ON” (estructura antiterminadora) al estado "OFF” (terminador transcripcional). Sobre la estructura del estado "OFF” se indica el aptámero y la plataforma de expresión. La secuencia del terminador transcripcional aparece resaltada en rojo.Figure 2. Schematic representation of the possible “ON” and OFF” conformations of the “FMN riboswitch”. The mechanism of action of the wild “FMN riboswitch” is based on the change, promoted by the binding of the effector, from the “ON” state. (antiterminator structure) to the "OFF” state (transcriptional terminator). Above the structure of the "OFF” state, the aptamer and the expression platform are indicated. The transcriptional terminator sequence is highlighted in red.
Figura 3. Detección in situ de la actividad dextrano sacarasa (Dsr) en sobrenadantes de cultivos de BAL libres de células. Las W. cibaria indicadas (BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2) se cultivaron en los medios RAM o RAMS y los sobrenadantes de los cultivos fueron fraccionados en geles de SDS-poliacrilamida y, después de renaturalizar las proteínas, fueron analizados in situ para detectar la actividad Dsr. S, Estándar de peso molecular "Precision Plus Protein Dual Color Standards” (Bio-Rad).Figure 3. In situ detection of dextran sucrase (Dsr) activity in supernatants of cell-free BAL cultures. The indicated W. cibaria (BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2) were cultured in RAM or RAMS media and the culture supernatants were fractionated on SDS-polyacrylamide gels and, after renaturation of the proteins , were analyzed in situ to detect Dsr activity. S, “Precision Plus Protein Dual Color Standards” molecular weight standard (Bio-Rad).
EJEMPLOSEXAMPLES
A continuación, se ilustrará la invención mediante unos ensayos realizados por los inventores, que ponen de manifiesto la efectividad del producto de la invención. Next, the invention will be illustrated through tests carried out by the inventors, which demonstrate the effectiveness of the product of the invention.
Ejemplo 1. Selección de las cepas sobreproductoras de riboflavinaExample 1. Selection of riboflavin overproducing strains
Las cepas CECT 30583 (BAL3C-5), CECT 30585 (BAL3C-7) y CECT 30584 (BAL3C-22) pertenecientes a la especie W. cibaria y aisladas de masas madre de harina de centeno (Llamas-Arriba et al., 2021. Foods 10:2004) se utilizaron para seleccionar cepas mutantes sobreproductoras de vitamina B2 por tratamiento con roseoflavina.The strains CECT 30583 (BAL3C-5), CECT 30585 (BAL3C-7) and CECT 30584 (BAL3C-22) belonging to the species W. cibaria and isolated from rye flour sourdoughs ( Llamas-Arriba et al., 2021 Foods 10:2004) were used to select mutant strains that overproduce vitamin B2 by treatment with roseoflavin.
Las 3 bacterias parentales fueron crecidas independientemente en medio MRS (medio de Man, Rogosa y Sharpe, Condalab) a 30 °C hasta una densidad óptica a una longitud de onda de 600 nm (DO600 nm) de 1,5. Posteriormente, los cultivos fueron diluidos 1:100 en medio RAM (riboflavin assay medium, Difco) carente de riboflavina suplementado con roseoflavina (10 μg/mL) e incubados en las mismas condiciones hasta que alcanzaron el inicio de la fase estacionaria.The 3 parental bacteria were grown independently in MRS medium (Man, Rogosa and Sharpe medium, Condalab) at 30 °C to an optical density at a wavelength of 600 nm (OD600 nm) of 1.5. Subsequently, the cultures were diluted 1:100 in RAM medium (riboflavin assay medium, Difco) lacking riboflavin supplemented with roseoflavin (10 μg/mL) and incubated under the same conditions until they reached the beginning of the stationary phase.
Posteriormente, las bacterias fueron sometidas a concentraciones crecientes de roseoflavina (50 μg/mL, 75 μg/mL, 100 μg/mL, 150 μg/mL, 200 μg/mL) mediante dilución secuencial y posterior crecimiento en medio suplementado con dicho compuesto. Los cultivos de W. cibaria BAL3C-7 y BAL3C-22 mostraron crecimiento incluso en presencia de una concentración de roseoflavina de 200 μg/mL, mientras que W. cibaria BAL3C-5 sólo mostró tolerancia a 150 μg/mL del compuesto.Subsequently, the bacteria were subjected to increasing concentrations of roseoflavin (50 μg/mL, 75 μg/mL, 100 μg/mL, 150 μg/mL, 200 μg/mL) through sequential dilution and subsequent growth in medium supplemented with said compound. The cultures of W. cibaria BAL3C-7 and BAL3C-22 showed growth even in the presence of a roseoflavin concentration of 200 μg/mL, while W. cibaria BAL3C-5 only showed tolerance to 150 μg/mL of the compound.
Estos cultivos se sembraron en placas Petri conteniendo MRS suplementado con agar al 1,6%, para aislar colonias de cepas resistentes a roseoflavina, después de su crecimiento a 30 °C durante 48 h. Seguidamente, las bacterias contenidas en 3 de las colonias (una por cada cepa parental) fueron recuperadas por crecimiento en medio MRS líquido. Además, estos 3 aislados, una vez comprobada su resistencia a roseoflavina por crecimiento en MRS en presencia del compuesto, fueron conservados a -80°C en medio MRS sin roseoflavina y suplementado con glicerol al 20%.These cultures were sown in Petri dishes containing MRS supplemented with 1.6% agar, to isolate colonies of roseoflavin-resistant strains, after growth at 30 °C for 48 h. Next, the bacteria contained in 3 of the colonies (one for each parental strain) were recovered by growth in liquid MRS medium. Furthermore, these 3 isolates, once their resistance to roseoflavin was proven by growth in MRS in the presence of the compound, were preserved at -80°C in MRS medium without roseoflavin and supplemented with 20% glycerol.
Ejemplo 2. Evaluación de la capacidad de producción de riboflavina y dextrano de las bacterias lácticas en medio de cultivoExample 2. Evaluation of the riboflavin and dextran production capacity of lactic acid bacteria in culture medium
Los tres aislados descritos en el ejemplo 1 fueron denominados W. cibaria BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2 y fueron analizados junto con sus respectivas cepas parentales W. cibaria CECT 30583 (BAL3C-5), CECT 30585 (BAL3C-7) y CECT 30584 (BAL3C-22). El dextrano es producido extracelularmente por las BAL en una reacción catalizada por dextrano sacarasas (Dsr) utilizando sacarosa como sustrato. Además, la riboflavina producida por las bacterias puede ser secretada al medio extracelular. Así, se analizaron los sobrenadantes de cultivos bacterianos de las 6 cepas crecidas en el medio RAM comercial conteniendo 2% de glucosa o en RAMS suplementado con sacarosa al 2% durante 23 h a 30 °C, para determinar los niveles de riboflavina mediante espectrometría de fluorescencia como se ha descrito previamente (Mohedano et al., 2019. Front Microbio! 10:1748) y de dextrano por el método del fenol sulfúrico (Besrour-Aouam et al., 2021. Carbohy Polym 253:117254). La biomasa celular alcanzada se estimó mediante medición de la DO600 nm. Los resultados obtenidos aparecen recogidos en la Tabla 1.The three isolates described in example 1 were called W. cibaria BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2 and were analyzed together with their respective strains. parental W. cibaria CECT 30583 (BAL3C-5), CECT 30585 (BAL3C-7) and CECT 30584 (BAL3C-22). Dextran is produced extracellularly by LAB in a reaction catalyzed by dextran sucrases (Dsr) using sucrose as a substrate. Furthermore, riboflavin produced by bacteria can be secreted into the extracellular medium. Thus, the supernatants of bacterial cultures of the 6 strains grown in commercial RAM medium containing 2% glucose or in RAMS supplemented with 2% sucrose for 23 h at 30 °C were analyzed to determine riboflavin levels by fluorescence spectrometry. as previously described ( Mohedano et al., 2019. Front Microbio! 10:1748) and dextran by the sulfuric phenol method ( Besrour-Aouam et al., 2021. Carbohy Polym 253:117254). The cell biomass achieved was estimated by measuring the OD600 nm. The results obtained are shown in Table 1.
Tabla 1. Análisis comparativo de las cepas de W. cibaria sobreproductoras de riboflavina y de sus correspondientes cepas parentales. (1) Relación de la producción de los compuestos por cada una de las cepas sobreproductoras de riboflavina (B2) con respecto a su correspondiente cepa silvestre (wt). Table 1. Comparative analysis of riboflavin-overproducing W. cibaria strains and their corresponding parental strains. ( 1) Ratio of the production of the compounds by each of the riboflavin overproducing strains ( B2) with respect to its corresponding wild strain ( wt).
La suplementación del medio con sacarosa (RAMS versus RAM) conllevó que las 6 cepas analizadas alcanzaran, después de 23 h de crecimiento, una biomasa más elevada, según se estimó por los valores de DO600 nm detectados. Concerniente a la producción de dextrano, las 6 bacterias fueron capaces de producir el biopolímero a unos niveles elevados (> 5 mg/mL) en el medio RAMS. Además, no se observó diferencia significativa entre la producción de EPS de las cepas mutantes sobreproductoras de riboflavina (denominadas B2) y sus respectivas cepas parentales. The supplementation of the medium with sucrose (RAMS versus RAM) led to the 6 strains analyzed reaching, after 23 h of growth, a higher biomass, as estimated by the OD600 nm values detected. Concerning dextran production, all 6 bacteria were able to produce the biopolymer at high levels (> 5 mg/mL) in the RAMS medium. Furthermore, no significant difference was observed between the EPS production of the riboflavin-overproducing mutant strains (designated B2) and their respective parental strains.
Respecto a la producción de la riboflavina, las bacterias B2 mostraron unos niveles superiores a los de sus respectivas cepas silvestres en los dos medios de crecimiento RAM (incremento de 28-61 veces) y RAMS (incremento de 9-19 veces), siendo superior la producción de la vitamina B2 por todas las cepas en el medio suplementado con sacarosa. Además, la cepa BAL3C-5 B2 fue la que mostró los niveles más elevados de producción de riboflavina (3,45 μg/mL en medio RAMS). Así, los resultados obtenidos mostraron que el análisis de los sobrenadantes de las BAL en el medio RAMS permitía valorar cuantitativamente el dextrano producido y la vitamina B2 secretada por ellas.Regarding riboflavin production, B2 bacteria showed higher levels than their respective wild strains in the two growth media RAM (28-61-fold increase) and RAMS (9-19-fold increase), being higher the production of vitamin B2 by all strains in the medium supplemented with sucrose. Furthermore, the BAL3C-5 B2 strain was the one that showed the highest levels of riboflavin production (3.45 μg/mL in RAMS medium). Thus, the results obtained showed that the analysis of the supernatants of the LAB in the RAMS medium allowed the quantitative assessment of the dextran produced and the vitamin B2 secreted by them.
Además, dichos resultados demostraron que las cepas BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2 eran sobreproductoras de riboflavina y mantenían la capacidad de sobreproducir dextrano. También se evaluó la capacidad de las 6 bacterias lácticas para producir riboflavina durante su crecimiento en los medio RAMS y RAM en placas de microtítulo (Sterile 96-Well Optical White w/Lid Cell Culture, Thermo Fisher Scientific, Rochester, NY, United States) en un equipo Varioskan Flask System (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, United States). Para ello, se realizaron medidas simultáneas, en tiempo real, de la DO600 nm de los cultivos y de la fluorescencia de la vitamina B2 producida por ellos (excitación a una longitud de onda de 440 nm y detección de emisión a 520 nm). Los resultados obtenidos (Figura 1) confirmaron los descritos en la Tabla 1 y revelaron la sobreproducción de riboflavina por las cepas BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2 durante las fases de crecimiento exponencial y estacionaria, aunque no se observaron diferencias entre el crecimiento de las cepas sobreproductoras y sus respectivas cepas parentales durante el crecimiento exponencial.Furthermore, these results demonstrated that strains BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2 were overproducers of riboflavin and maintained the ability to overproduce dextran. The ability of the 6 lactic acid bacteria to produce riboflavin during their growth in RAMS and RAM medium in microtiter plates (Sterile 96-Well Optical White w/Lid Cell Culture, Thermo Fisher Scientific, Rochester, NY, United States) was also evaluated. on a Variouskan Flask System (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, United States). To this end, simultaneous measurements were made, in real time, of the OD600 nm of the cultures and the fluorescence of vitamin B2 produced by them (excitation at a wavelength of 440 nm and emission detection at 520 nm). The results obtained (Figure 1) confirmed those described in Table 1 and revealed the overproduction of riboflavin by the strains BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2 during the exponential and stationary growth phases, although no differences between the growth of overproducing strains and their respective parental strains during exponential growth.
Ejemplo 3. Caracterización de las mutaciones de las cepas sobreproductoras de riboflavinaExample 3. Characterization of the mutations of riboflavin overproducing strains
Se determinó la secuencia completa de nucleótidos (SEQ ID NO: 1) del operón rib (incluyendo el regulador "riboswitch FMN’) de las cepas silvestres CECT 30583 (BAL3C-5), CECT 30585 (BAL3C-7) y CECT 30584 (BAL3C-22) de W. cibaria y de las correspondientes cepas isogénicas sobreproductoras de riboflavina (BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2). La determinación se realizó por secuenciación automática basada en el método de Sanger, con una estrategia de "primer walking” y utilizando fragmentos de PCR que contenían la secuencia completa del operón rib como ADN molde. A partir de la secuencia de los genes rib se infirió la secuencia de aminoácidos de las proteínas RibG (SEQ ID NO: 2), RibB (SEQ ID NO: 3), RibA (SEQ ID NO: 4), y RibH (SEQ ID NO: 5) con la ayuda de los programas bioinformáticos contenidos en el paquete DNASTAR Lasergene 15.The complete nucleotide sequence (SEQ ID NO: 1) of the rib operon (including the regulator 'riboswitch FMN') of the wild strains CECT 30583 (BAL3C-5), CECT 30585 (BAL3C-7) and CECT 30584 (BAL3C) was determined. -22) of W. cibaria and the corresponding isogenic strains overproducing riboflavin (BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2). The determination was carried out by automatic sequencing based on the Sanger method, with a strategy of "primer walking" and using PCR fragments that contained the complete sequence of the rib operon as template DNA. From the sequence of the rib genes, the amino acid sequence of the proteins RibG (SEQ ID NO: 2), RibB (SEQ ID NO: 3), RibA (SEQ ID NO: 4), and RibH (SEQ ID NO: 5) was inferred. with the help of the bioinformatics programs contained in the DNASTAR Lasergene 15 package.
Los resultados obtenidos mostraron que la secuencia era idéntica en las tres cepas silvestres, mientras que cada una de las cepas con fenotipo sobreproductor de riboflavina presentaba un cambio en un solo nucleótido dentro del aptámero del “riboswitch FMN". The results obtained showed that the sequence was identical in the three wild strains, while each of the strains with the riboflavin overproducing phenotype presented a change in a single nucleotide within the "FMN riboswitch" aptamer.
En este contexto, la cepa BAL3C-5 B2, que exhibe el fenotipo de mayor sobreproducción de riboflavina de las 3 cepas mutantes estudiadas, presenta un cambio G ^ U en el nucleótido en posición 35 del “riboswitch FMN” (numerado a partir del sitio predicho de iniciación de la transcripción), que desestabilizaría la formación de la hélice P2 del aptámero. La cepa BAL3C-22 B2, con el fenotipo de menor sobreproducción de riboflavina, tiene la C43 (que aparearía con la G35 en el aptámero silvestre) sustituida por U. Esta mutación también afectaría a la estabilidad de la hélice P2, aunque en menor grado que la mutación encontrada en la cepa BAL3C-5 B2, puesto que aún podría formarse un par GU. Por su parte, la cepa BAL3C-7 B2 posee una A en la posición 129, en lugar de una G. Estudios cristalográficos previos han demostrado que la G conservada en la misma posición relativa del aptámero está implicada en la interacción con el efector FMN. En consecuencia, la localización de mutaciones en el aptámero del riboswitch FMN del operón rib de las cepas BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2 indica que dichos cambios son los responsables directos del fenotipo de sobreproducción de riboflavina de estas cepas.In this context, the BAL3C-5 B2 strain, which exhibits the phenotype of greater riboflavin overproduction of the 3 mutant strains studied, presents a G ^ U change in the nucleotide in position 35 of the “FMN riboswitch” (numbered from the site predicted transcription initiation), which would destabilize the formation of the P2 helix of the aptamer. The BAL3C-22 B2 strain, with the phenotype of lower riboflavin overproduction, has C43 (which would pair with G35 in the wild aptamer) replaced by U. This mutation would also affect the stability of the P2 helix, although to a lesser extent. than the mutation found in the BAL3C-5 B2 strain, since a GU pair could still form. For its part, the BAL3C-7 B2 strain has an A at position 129, instead of a G. Previous crystallographic studies have shown that the G conserved in the same relative position of the aptamer is involved in the interaction with the FMN effector. Consequently, the localization of mutations in the FMN riboswitch aptamer of the rib operon of strains BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2 indicates that these changes are directly responsible for the riboflavin overproduction phenotype of these strains. .
Ejemplo 4. Identificación de los determinantes de la producción de dextranoExample 4. Identification of the determinants of dextran production
Se determinó la secuencia de nucleótidos de los genes dsr de las cepas sobreproductoras de riboflavina (SEQ ID NO: 10) como se ha indicado en el ejemplo 3. Los genes de las 3 cepas mostraron una longitud de 4.342 nt, fueron idénticos entre sí y sólo mostraron una identidad de nucleótidos del 100% con el gen dsr de W. cibaria CH2, cepa aislada de queso de los Himalayas occidentales. La secuencia de aminoácidos de las Dsr se infirió a partir de la secuencia de nucleótidos de los genes gtf con el programa EditSeq 15 software (DNASTAR R Lasergene 15) y mostró que codifican una proteína de 159.099 Da (SEQ ID NO: 11, que posee en su extremo amino-terminal un péptido señal implicado en el procesamiento y secreción en bacterias Gram-positivas. El análisis de la secuencia de aminoácidos de la proteína con el programa SignalP-5.0 permitió predecir que la Dsr extracelular procesada posee una masa molecular de 156.411 Da. Con el objetivo de detectar in situ y en gel la forma activa de las Dsr, se analizaron los sobrenadantes de cultivos de las cepas BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 y BAL3C-22 B2, crecidas en medio RAMS y RAM durante 24 h como se ha descrito en el ejemplo 2, mediante electroforesis en un gel de SDS poliacrilamida al 8% a un voltaje constante de 100 V.The nucleotide sequence of the dsr genes of the riboflavin overproducing strains (SEQ ID NO: 10) was determined as indicated in example 3. The genes of the 3 strains showed a length of 4,342 nt, were identical to each other and only showed 100% nucleotide identity with the dsr gene of W. cibaria CH 2 , a strain isolated from cheese from the western Himalayas. The amino acid sequence of the Dsr was inferred from the nucleotide sequence of the gtf genes with the EditSeq 15 software program (DNASTAR R Lasergene 15) and showed that they encode a protein of 159,099 Da (SEQ ID NO: 11, which has at its amino-terminal end a signal peptide involved in processing and secretion in Gram-positive bacteria. The analysis of the sequence of amino acids of the protein with the SignalP-5.0 program allowed us to predict that the processed extracellular Dsr has a molecular mass of 156,411 Da. With the aim of detecting the active form of Dsr in situ and in gel, the supernatants of cultures of the strains BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2 and BAL3C-22 B2, grown in RAMS and RAM medium for 24 h, were analyzed. as described in example 2, by electrophoresis in an 8% SDS polyacrylamide gel at a constant voltage of 100 V.
Después, para detectar la actividad de las Dsr se utilizó el procedimiento descrito previamente (Besrour-Aouam et al., 2021. Carbohy Polym 253:117254). Este método conlleva: (i) la eliminación del SDS mediante lavados, (ii) la síntesis de dextrano por las Dsr durante 17 h en presencia de tampón acetato sódico suplementado con 10% sacarosa y (iii) el revelado de la actividad por tinción con ácido peryódico de Schiff. Posteriormente, las proteínas se tiñeron con azul de Coomassie al 25% y su peso molecular se estimó por referencia al marcador Precision Plus Protein Dual Color Standards (Bio-Rad), que incluye polipéptidos en el rango de 10-250 kDa.Then, to detect Dsr activity, the previously described procedure was used ( Besrour-Aouam et al., 2021. Carbohy Polym 253:117254). This method involves: (i) the removal of SDS by washing, (ii) the synthesis of dextran by the Dsr for 17 h in the presence of sodium acetate buffer supplemented with 10% sucrose and (iii) the development of the activity by staining with periodic acid-Schiff. Subsequently, proteins were stained with 25% Coomassie blue and their molecular weight was estimated by reference to the Precision Plus Protein Dual Color Standards marker (Bio-Rad), which includes polypeptides in the range of 10-250 kDa.
El revelado del gel (Figura 3) mostró una banda intensa de actividad aproximadamente a la posición esperada (156 kDa) en los sobrenadantes de las 3 cepas de W. cibaria crecidas en medio RAMS y una banda muy tenue en los cultivos crecidos en medio RAM. En consecuencia, los resultados obtenidos revelaron que la producción de las Dsr es inducida cuando la sacarosa está presente en el medio de cultivo.Gel development (Figure 3) showed an intense band of activity approximately at the expected position (156 kDa) in the supernatants of the 3 W. cibaria strains grown in RAMS medium and a very faint band in the cultures grown in RAM medium. . Consequently, the results obtained revealed that Dsr production is induced when sucrose is present in the culture medium.
E jemplo 5. Evaluación de las cepas W. cibaria BAL3C-5 B2 y W. cibaria BAL3C-5 durante la e laboración de masas harineras ferm entadasExample 5. Evaluation of the strains W. cibaria BAL3C-5 B2 and W. cibaria BAL3C-5 during the production of fermented flour doughs
Durante el crecimiento en medio de cultivo, la cepa BAL3C-5 B2 fue, entre las 6 bacterias estudiadas, la que mostró la mayor capacidad para sobreproducir riboflavina (Tabla 1 y Figura 1). Por ello, se procedió a evaluar la capacidad de dicha cepa y la de su cepa parental para producir vitamina B2 y dextrano durante la fermentación de harinas, tanto individualmente como co-inoculadas con la levadura Saccharomyces cerevisiae Q1.During growth in culture medium, the BAL3C-5 B2 strain was, among the 6 bacteria studied, the one that showed the greatest capacity to overproduce riboflavin (Table 1 and Figure 1). Therefore, the capacity of said strain and that of its parent strain to produce vitamin B2 and dextran during flour fermentation was evaluated, both individually and co-inoculated with the yeast Saccharomyces cerevisiae Q1.
Las harinas utilizadas fueron ecológicas y de alta extracción (integrales o semi-integrales): de trigo panificable de fuerza W200 ("Molinos del Duero y Compañía General de Harinas, S.L." Carr. de Villalpando, 13, 49029 Zamora) y las del pseudocereal trigo sarraceno (buckwheat) y quinoa suministradas por Molendum Ingredients (Calle de la Milana S/N, 49530 Coreses, Zamora).The flours used were organic and of high extraction (whole or semi-whole): breadmaking wheat of strength W200 ("Molinos del Duero y Compañía General de Harinas, SL" Carr. de Villalpando, 13, 49029 Zamora) and pseudocereal flours. buckwheat and quinoa supplied by Molendum Ingredients (Calle de la Milana S/N, 49530 Coreses, Zamora).
Para generar las masas harineras fermentadas, se cultivó por una parte la levadura Q1, a partir de un cultivo saturado de 12-24 h en medio rico YEPD (extracto de levadura, peptona, dextrosa al 2%), inoculándose células de las levaduras en 50 mL de medio fresco YEPD, a una DO600 nm inicial de « 0,1 (1 unidad de DO600 nm equivale a « 107 células/mL). Los cultivos se incubaron en matraces de 250 mL con aireación constante, a 28 °C y agitación orbital a 230 rpm. Las células se recogieron por centrifugación a una DO600nm <1 en fase exponencial temprana-media, cuando las levaduras están dividiéndose (gemando) activamente (5-6 h), y se lavaron dos veces con agua destilada estéril para preparar el inóculo correspondiente (diluciones) para fermentar harinas. Por otra parte, las BAL se cultivaron en medio MRSS (sacarosa al 5%) con un pH inicial ajustado a 7,0 a 30 °C y bajo aireación constante. Las células bacterianas se recogieron por centrifugación a las 2-3 h, se lavaron 2 veces con solución salina al 0,9% y se efectuaron las diluciones apropiadas para inocular masas harineras. Los microorganismos contenidos en 13 mL de agua con sacarosa al 5% [3x108 UFC/g de masa de las BAL (BAL3C-5 o BAL3C-5 B2) y/o 3x107 UFC/g de masa de levadura Q1] y se mezclaron con 40 g de cada harina (quinoa trigo al 50% o solamente trigo sarraceno) y 80 mL de sacarosa al 5% (hidratación 70%), para inducir in situ la síntesis de dextrano por las BAL. Se mezclaron los ingredientes con espátulas alargadas hasta formar una masa homogénea y los tubos conteniendo las masas se incubaron en una estufa a 28 °C durante 24 h. Posteriormente, se analizaron las masas fermentadas evaluando el dextrano extracelular producido por las cepas BAL3C-5 B2 y BAL3C-5, así como la riboflavina secretada por dichas BAL y/o por la levadura Q1. Para ello, las masas generadas fueron diluidas 1:2 con agua (volumen final 3) y centrifugadas a 8000 x g durante 20 min. El sobrenadante obtenido fue utilizado para determinar fluorimétricamente los niveles de riboflavina como se ha indicado previamente y para determinar los niveles de exopolisacáridos (EPS) después de 3 precipitaciones con 3 volúmenes de etanol absoluto y valoración de azúcares neutros por el método del fenol sulfúrico. Para calcular la concentración de la vitamina o del EPS se utilizaron, respectivamente, curvas de calibrado de la riboflavina o de glucosa disueltas en agua.To generate the fermented flour doughs, the Q1 yeast was cultivated, on the one hand, from a saturated culture of 12-24 h in rich YEPD medium (yeast extract, peptone, 2% dextrose), inoculating yeast cells in 50 mL of fresh YEPD medium, at an initial OD600 nm of « 0.1 (1 unit of OD600 nm is equivalent to « 107 cells/mL). The cultures were incubated in 250 mL flasks with constant aeration, at 28 °C and orbital shaking at 230 rpm. The cells were collected by centrifugation at an OD600nm <1 in early-mid exponential phase, when the yeasts are actively dividing (budding) (5-6 h), and washed twice with sterile distilled water to prepare the corresponding inoculum (dilutions ) to ferment flour. On the other hand, LAB were cultured in MRSS medium (5% sucrose) with an initial pH adjusted to 7.0 at 30 °C and under constant aeration. The bacterial cells were collected by centrifugation after 2-3 h, washed twice with 0.9% saline solution and the appropriate dilutions were made to inoculate flour masses. The microorganisms contained in 13 mL of water with 5% sucrose [3x108 CFU/g of LAB mass (BAL3C-5 or BAL3C-5 B2) and/or 3x107 CFU/g of yeast mass Q1] and were mixed with 40 g of each flour (50% wheat quinoa or only buckwheat) and 80 mL of 5% sucrose (70% hydration), to induce in situ the synthesis of dextran by the LAB. The ingredients were mixed with elongated spatulas until forming a homogeneous mass and the tubes containing the masses were incubated in an oven at 28 °C for 24 h. Subsequently, the fermented masses were analyzed by evaluating the extracellular dextran produced by the BAL3C-5 B2 and BAL3C-5 strains, as well as the riboflavin secreted by said BAL and/or by the Q1 yeast. To do this, the masses generated were diluted 1:2 with water (final volume 3) and centrifuged at 8000 x g for 20 min. The supernatant obtained was used to fluorimetrically determine the levels of riboflavin as previously indicated and to determine the levels of exopolysaccharides (EPS) after 3 precipitations with 3 volumes of absolute ethanol and titration of neutral sugars by the sulfuric phenol method. To calculate the concentration of the vitamin or EPS, calibration curves of riboflavin or glucose dissolved in water were used, respectively.
En la Tabla 2, se presentan los valores obtenidos para cada una de las muestras analizadas, así como las contribuciones iniciales de riboflavina de las masas no fermentadas y elaboradas con harinas de trigo y quinoa (TQ) o de trigo sarraceno (TS). Los resultados obtenidos indicaron que las harinas españolas empleadas para elaborar las masas poseen un alto contenido de riboflavina soluble (0,28-0,34 jg /g masa). En todas las masas fermentadas se observó un incremento de los niveles de riboflavina, incluso cuando estas contenían sólo la levadura Q1 (0,64-0,7 jg /g). Además, se observó que, con los dos tipos de harina utilizados, la fermentación realizada con Q1 y BAL3C-5 (0,69 jg /g , TQ2 y 0,83 jg /g , TS2) y, en mayor proporción, con BAL3C-5 B2 (0,78 |jg/g TQ3 y 1,25 jg /g TS3) generaba niveles superiores de la vitamina B2 soluble.Table 2 presents the values obtained for each of the samples analyzed, as well as the initial riboflavin contributions of the non-fermented doughs made with wheat and quinoa (TQ) or buckwheat (TS) flours. The results obtained indicated that the Spanish flours used to make the doughs have a high content of soluble riboflavin (0.28-0.34 jg/g dough). An increase in riboflavin levels was observed in all fermented doughs, even when they contained only the Q1 yeast (0.64-0.7 jg /g). Furthermore, it was observed that, with the two types of flour used, the fermentation carried out with Q1 and BAL3C-5 (0.69 jg /g, TQ2 and 0.83 jg /g, TS2) and, in a greater proportion, with BAL3C -5 B2 (0.78 |jg/g TQ3 and 1.25 jg /g TS3) generated higher levels of soluble vitamin B2.
Tabla 2. Determinación de la concentración de vitamina B2 soluble presente en las masas harineras fermentadas.Table 2. Determination of the concentration of soluble vitamin B 2 present in fermented flour doughs.
En la Tabla 3 aparecen recogidos los resultados obtenidos al cuantificar el dextrano presente en las masas. Todas las masas fermentadas con microorganismos mostraron unos niveles de EPS solubles (1-1,9 mg/g; TQ1-TQ3 y TS1-TS3) muy superiores a los detectados en las masas sin fermentar (0,22-0,26 mg/g; TQ y TS). Además, la cofermentación con las BAL resultó en un incremento superior del contenido de EPS (hasta 8,6 veces), más acusado en el caso de las masas elaboradas con trigo y quinoa y, como se esperaba, no se observaron grandes diferencias entre las masas harineras fermentadas co-inoculadas con BAL3C-5 B2 (TQ3 y TS3) y con CECT 30583 (BAL3C-5) (TQ2 y TS2).Table 3 shows the results obtained by quantifying the dextran present in the masses. All doughs fermented with microorganisms showed levels of soluble EPS (1-1.9 mg/g; TQ1-TQ3 and TS1-TS3) much higher than those detected in unfermented doughs (0.22-0.26 mg/g). g; TQ and TS). Furthermore, cofermentation with LAB resulted in a higher increase in EPS content (up to 8.6 times), more pronounced in the case of doughs made with wheat and quinoa and, as expected, no major differences were observed between fermented flour doughs co-inoculated with BAL3C-5 B2 (TQ3 and TS3) and with CECT 30583 (BAL3C-5) (TQ2 and TS2).
Tabla 3. Determinación de la concentración de EPS soluble presente en las masas harineras fermentadas.Table 3. Determination of the concentration of soluble EPS present in the fermented flour doughs.
Ejemplo 6. Evaluación de las cepas BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2, BAL3C-22 B2 de Example 6. Evaluation of the strains BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2, BAL3C-22 B2 of W. cibaria W. cibaria y sus cepas parentales durante la elaboración de pan sin adición de levaduraand its parent strains during bread making without the addition of yeast
Las BAL se evaluaron independientemente realizando una fermentación control sin adición de BAL, tan sólo con la microbiota autóctona, presente en las masas harineras sin inocular (control). Los microorganismos se cultivaron como se ha descrito en el ejemplo 5.The LAB were evaluated independently by carrying out a control fermentation without the addition of LAB, only with the indigenous microbiota, present in the flour doughs without inoculation. (control). The microorganisms were cultured as described in example 5.
La harina utilizada en este caso fue la harina de trigo ecológica refinada con fuerza W200, de Molinos del Duero (Cerecinos de Campos, Zamora). Se elaboró una masa con 400 g de harina, 300 mL de agua con 5% de sacarosa y 0,64 % de sal, se mezcló bien con una amasadora y se dividieron porciones de 50 g de masa, que fueron inoculadas con 1x109 UFC de BAL/g. Estas piezas se amasaron y dividieron en 3 micro-panes de 15 g cada uno. La fermentación se realizó a 30 °C durante 16 h. Tras la fermentación, y antes de hornear a 210 °C durante 15 min, se realizó un recuento de UFC/g en medio MRS-agar para detectar BAL y en medio YEPD para detectar levaduras (Tabla 4). Los datos obtenidos se detallan en la Tabla 4. En la masa no inoculada con bacterias, como se esperaba, sólo se detectaron bajas concentraciones de las BAL (4,37x106 UFC/g) presentes en la microbiota de las masas. Además, en todas las masas fermentadas con las BAL se detectaron valores >1x109 UFC/g. También, en todas las masas analizadas se observó un nivel prácticamente despreciable de levaduras endógenas de las harinas (1,8-6,0x101 UFC/g).The flour used in this case was organic wheat flour refined with strength W200, from Molinos del Duero (Cerecinos de Campos, Zamora). A dough was made with 400 g of flour, 300 mL of water with 5% sucrose and 0.64% salt, mixed well with a mixer and portions of 50 g of dough were divided, which were inoculated with 1x109 CFU of BAL/g. These pieces were kneaded and divided into 3 micro-loaves of 15 g each. Fermentation was carried out at 30 °C for 16 h. After fermentation, and before baking at 210 °C for 15 min, a CFU/g count was performed in MRS-agar medium to detect BAL and in YEPD medium to detect yeasts (Table 4). The data obtained are detailed in Table 4. In the dough not inoculated with bacteria, as expected, only low concentrations of LAB (4.37x106 CFU/g) present in the microbiota of the dough were detected. Furthermore, in all doughs fermented with LAB, values >1x109 CFU/g were detected. Also, in all the doughs analyzed, a practically negligible level of endogenous flour yeasts was observed (1.8-6.0x101 CFU/g).
Posteriormente se analizaron muestras de las masas sin hornear y de los panes obtenidos tras el horneado. Para determinar, a partir de las mismas muestras, la concentración total de riboflavina y de dextrano presentes en los panes, se diseñó y utilizó la siguiente metodología. Se analizaron 5 g de las masas fermentadas sin hornear y 5 g de los panes horneados. Las muestras se introdujeron en frascos de 100 mL, se adicionaron 25 mL de HCl 0,1M y se calentaron a 121 °C durante 60 min. Posteriormente, se neutralizó la suspensión por adición de acetato sódico 4 M hasta alcanzar un pH de 6,5. Seguidamente, se adicionaron 0,5 mL de una solución de la dextranasa de Chaetomium erraticum (Sigma-Aldrich-D0443, 0,6 g del enzima por muestra) y las muestras se incubaron a 30 °C durante 18 h. Tras la incubación, las muestras se llevaron a un volumen de 50 mL por adición de HCl 0,01 M y, para eliminar los residuos sólidos, se centrifugaron a 8,000 x g durante 10 min. Los sobrenadantes se filtraron a través de una gasa y posteriormente a través de un filtro de 0,22 μm. Finalmente, el filtrado se alicuotó y se mantuvo congelado a -20 °C hasta su posterior análisis.Subsequently, samples of the unbaked doughs and the breads obtained after baking were analyzed. To determine, from the same samples, the total concentration of riboflavin and dextran present in the breads, the following methodology was designed and used. 5 g of the unbaked fermented doughs and 5 g of the baked breads were analyzed. The samples were placed in 100 mL bottles, 25 mL of 0.1 M HCl were added and heated at 121 °C for 60 min. Subsequently, the suspension was neutralized by adding 4 M sodium acetate until reaching a pH of 6.5. Next, 0.5 mL of a solution of Chaetomium erraticum dextranase (Sigma-Aldrich-D0443, 0.6 g of the enzyme per sample) was added and the samples were incubated at 30 °C for 18 h. After incubation, the samples were brought to a volume of 50 mL by adding 0.01 M HCl and, to remove solid residues, they were centrifuged at 8,000 x g for 10 min. The supernatants were filtered through cheesecloth and subsequently through a 0.22 μm filter. Finally, the filtrate was aliquoted and kept frozen at −20 °C until further analysis.
Tabla 4. Análisis del contenido total de riboflavina y dextrano en masas fermentadas 16 h y en los panes generados por horneado, así como del contenido de dextrano en los panes.Table 4. Analysis of the total content of riboflavin and dextran in doughs fermented for 16 h and in the breads generated by baking, as well as the dextran content in the breads.
1El contenido de la riboflavina y de dextrano en la harina procesada como los panes fue de 1,54±0,03 yg/g y de 0,24±0,05 mg/g, respectivamente. 1The content of riboflavin and dextran in flour processed as breads was 1.54±0.03 yg/g and 0.24±0.05 mg/g, respectively.
El procedimiento antedicho conlleva la conversión de las flavinas presentes en la muestra en riboflavina, que fue cuantificada mediante espectrometría de fluorescencia como se ha descrito en el ejemplo 2. Los resultados obtenidos, recogidos en la Tabla 4, mostraron que tanto en las masas fermentadas como en los panes se observaba el efecto de las 3 BAL sobreproductoras de riboflavina BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2, BAL3C-22 B2 provocando un incremento de 1,7-2,4 veces sobre los niveles de vitamina detectados en la muestra control, siendo el valor más elevado el detectado con la cepa BAL3C-5 B2 (4,25 jg /g pan).The aforementioned procedure involves the conversion of the flavins present in the sample into riboflavin, which was quantified by fluorescence spectrometry as described in example 2. The results obtained, collected in Table 4, showed that both in the fermented masses and In the breads, the effect of the 3 riboflavin-overproducing LAB, BAL3C-5 B2, BAL3C-7 B2, and BAL3C-22 B2, was observed, causing an increase of 1.7-2.4 times over the vitamin levels detected in the control sample. , the highest value being that detected with the BAL3C-5 B2 strain (4.25 jg /g bread).
Por otra parte, las muestras obtenidas a partir de los panes fueron utilizadas para determinar la concentración de dextrano presentes en ellas. El tratamiento con la dextranasa de C. erraticum, descrito con anterioridad en este ejemplo 6, hidroliza específicamente el dextrano a isomaltosa, cuya concentración fue determinada por análisis de 50 μL de las muestras mediante cromatografía de gases y espectrometría de masas. Los resultados obtenidos (Tabla 4) revelaron que los panes obtenidos mediante fermentaciones con las 6 BAL analizadas mostraban altos niveles de dextrano (2,8-3,2 mg/g) muy superiores a los detectados en el pan control (0,79 mg/g). También, mostraron que la cepa BAL3C-5 B2 era la mejor productora de dextrano durante las fermentaciones, como ya se había observado con los resultados del ejemplo 5. Además, la metodología utilizada mostró ser adecuada para generar muestras idóneas para valorar flavinas totales y dextrano. On the other hand, the samples obtained from the breads were used to determine the concentration of dextran present in them. Treatment with C. erraticum dextranase, described previously in this example 6, specifically hydrolyzes dextran to isomaltose, the concentration of which was determined by analysis of 50 μL of the samples using gas chromatography and mass spectrometry. The results obtained (Table 4) revealed that the breads obtained through fermentations with the 6 LAB analyzed showed high levels of dextran (2.8-3.2 mg/g) much higher than those detected in the control bread (0.79 mg /g). Also, they showed that the BAL3C-5 B2 strain was the best producer of dextran during the fermentations, as had already been observed with the results of example 5. In addition, the methodology used proved to be suitable for generating suitable samples to assess total flavins and dextran. .
Claims (26)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES202230359A ES2955258A1 (en) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | MUTANT STRAINS OF WEISSELLA CIBARIA FOR OVERPRODUCTION OF RIBOFLAVIN AND DEXTRAN (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES202230359A ES2955258A1 (en) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | MUTANT STRAINS OF WEISSELLA CIBARIA FOR OVERPRODUCTION OF RIBOFLAVIN AND DEXTRAN (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2955258A1 true ES2955258A1 (en) | 2023-11-29 |
Family
ID=88917376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES202230359A Withdrawn ES2955258A1 (en) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | MUTANT STRAINS OF WEISSELLA CIBARIA FOR OVERPRODUCTION OF RIBOFLAVIN AND DEXTRAN (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
ES (1) | ES2955258A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015117624A1 (en) * | 2014-02-10 | 2015-08-13 | Bio-E.R.G. S.R.L. | Method for the production of dextran |
-
2022
- 2022-04-21 ES ES202230359A patent/ES2955258A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015117624A1 (en) * | 2014-02-10 | 2015-08-13 | Bio-E.R.G. S.R.L. | Method for the production of dextran |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
LLAMAS-ARRIBA MARÏ¿¿A GORETTI ET AL. "Lactic Acid Bacteria Isolated from Fermented Doughs in Spain Produce Dextrans and Riboflavin.". Foods (Basel, Switzerland) Switzerland 26 Aug 2021. , 26/08/2021, Vol. 10, Páginas 1-20 [en línea][recuperado el 23/02/2023]. ISSN 2304-8158 (Print), (DOI: doi:10.3390/foods10092004 pubmed:34574114) (ver apartados ¿abstract¿, 3 y 4). * |
RIPA INES ET AL. "A single change in the aptamer of the Lactiplantibacillus plantarum rib operon riboswitch severely impairs its regulatory activity and leads to a vitamin B-2- overproducing phenotype". Microbial Biotechnology APR 2022. , 31/03/2022, Vol. 15, Páginas 1253-1269 [en línea][recuperado el 23/02/2023]. ISSN 1751-7915(print) ISSN 1751-7915(electronic), (DOI: doi:10.1111/1751-7915.13919) todo el documento. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Luana et al. | Manufacture and characterization of a yogurt-like beverage made with oat flakes fermented by selected lactic acid bacteria | |
Ventimiglia et al. | Codominance of Lactobacillus plantarum and obligate heterofermentative lactic acid bacteria during sourdough fermentation | |
Zainoldin et al. | The effect of Hylocereus polyrhizus and Hylocereus undatus on physicochemical, proteolysis, and antioxidant activity in yogurt | |
do Amaral Santos et al. | Co-culture fermentation of peanut-soy milk for the development of a novel functional beverage | |
Robert et al. | Study of the behaviour of Lactobacillus plantarum and Leuconostoc starters during a complete wheat sourdough breadmaking process | |
Coda et al. | Manufacture and characterization of functional emmer beverages fermented by selected lactic acid bacteria | |
JP5289311B2 (en) | Mixture of lactic acid bacteria for the preparation of gluten-free baked products | |
Papadimitriou et al. | Sourdough bread | |
KR101551839B1 (en) | Natural yeast and lactic acid bacteria isolated from Korean traditional nuruk to be used for bakery | |
Moghaddam et al. | Evaluating the effects of lactic acid bacteria and olive leaf extract on the quality of gluten-free bread | |
WO2009011008A1 (en) | Process for the preparation of gamma-ami no butyric acid (gaba) by the use of lactic acid bacteria (lab) on agro- and food-industry surplus | |
Olojede et al. | Sensory and antioxidant properties and in-vitro digestibility of gluten-free sourdough made with selected starter cultures | |
Park et al. | Suitability of Lactobacillus plantarum SPC-SNU 72-2 as a probiotic starter for sourdough fermentation | |
ES2611912T3 (en) | Lactobacillus sanfranciscensis microorganisms from a mother mass | |
KR100893385B1 (en) | The preparation method of jeungpyun using rice sourdough | |
KR100771672B1 (en) | A method for preparation of functional chunggukjang bar using fermented soybean by bacillus subtilis | |
KR20220087060A (en) | Fermented food comprising fermented products of beans and grains, and method for manufacturing the same | |
Nevskaya et al. | Development of integrated technology and assortment of long-life rye-wheat bakery products | |
KR101147060B1 (en) | Fermented cereals powder and manufacturing method thereof | |
ES2955258A1 (en) | MUTANT STRAINS OF WEISSELLA CIBARIA FOR OVERPRODUCTION OF RIBOFLAVIN AND DEXTRAN (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) | |
El Boujamaai et al. | Biodiversity and biotechnological properties of lactic acid bacteria isolated from traditional Moroccan sourdoughs | |
JP5048743B2 (en) | Flavor liquid by new lactic acid bacteria and food containing the same | |
JP6462173B1 (en) | Lactic acid bacteria, bread manufacturing method, bread dough and bread | |
KR20140045790A (en) | Method for preparing makgeolli using monascus sp. and makgeolli prepared thereby | |
Bakry et al. | Mini-review on functional characteristics of viili and manufacturing process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2955258 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20231129 |
|
FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20240318 |