Caracterización parcial de la enzima β-Galactosidasa de bacterias lácticas

Abstract

Las bacterias ácido-lácticas, como Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum y Lactobacillus delbrueckii, desempeñan un papel fundamental en la industria alimentaria y en la salud humana debido a sus propiedades probióticas, ya que contribuyen al equilibrio de la microbiota intestinal y a la producción de compuestos bioactivos. Entre sus enzimas más relevantes se encuentra la β-galactosidasa, responsable de la hidrólisis de la lactosa y ampliamente utilizada en la elaboración de productos lácteos bajos en lactosa, así como en la obtención de galacto-oligosacáridos con efecto prebiótico. En este estudio se llevó a cabo la caracterización parcial de la β-galactosidasa producida por cepas de Lactobacillus casei, L. plantarum y L. delbrueckii. Las cepas fueron activadas en medio MRS, evaluadas mediante tinción de Gram para confirmar su pureza y, posteriormente, inoculadas en medio LAPTg modificado, en el que la glucosa fue sustituida por lactosa como sustrato inductor. Durante la fermentación, el crecimiento celular se monitoreó mediante espectrofotometría a 600 nm, mientras que la actividad enzimática se determinó en el sobrenadante mediante el uso de orto-nitrofenil-β-D-galactopiranósido (ONPG) como sustrato cromogénico. Asimismo, se evaluó el efecto de los iones Ca²⁺, Mg²⁺, Hg²⁺ y Zn²⁺ a una concentración de 5 mM sobre la actividad enzimática . Los resultados mostraron que L. delbrueckii presentó la mayor tasa de crecimiento (μ = 0.68 h⁻¹) y producción de biomasa, mientras que L. plantarum exhibió la mayor actividad enzimática (0.017 µmol/min). En cuanto al efecto de los iones metálicos, el Mg²⁺ actuó como el cofactor más efectivo, incrementando la actividad enzimática hasta aproximadamente 15 veces respecto al control, seguido por Zn²⁺ y Ca²⁺, mientras que el Hg²⁺ mostró un efecto dependiente de las condiciones experimentales. En conjunto, estos resultados destacan el potencial de Lactobacillus plantarum como una fuente eficiente de β-galactosidasa, así como la importancia de los cofactores metálicos en la modulación de su actividad, lo que sugiere su aplicación en procesos biotecnológicos y en el desarrollo de alimentos funcionales.