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• Brandon Ramos Rodríguez

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Levaduras y Hongos Levaduriformes El termino levadura se utiliza de forma habitual, se refiere a aquellos hongos que generalmente no son filamentosos, sino unicelulares y de forma ovoide o esferoide, y que se reproduce por gemación o por fisión. Las levaduras que se encuentran en los alimentos pueden ser beneficiosas o perjudiciales. Las fermentaciones producidas por las levaduras intervienen en la elaboración de panes, cerveza, los distintos tipos de vino, el vinagre y los quesos de maduración externa, cultivándose también para obtener enzimas y alimentos. Las levaduras son perjudiciales cuando producen la alteración del Sauerkraut, de los zumos de las frutas, de los jarabes, de la melaza, de la miel de las carnes, del vino, de la cerveza y de otros alimentos.

Características generales de las levaduras Las levaduras se clasifican principalmente en base a sus caracteres morfológicos, aunque, para el microbiólogo en alimentos, sus propiedades fisiológicas tienen mayor importancia.

Caracteres morfológicos Los caracteres morfológicos de las levaduras se determinan mediante su observación microscópica.

Forma y estructura Las formas de la levadura pueden ser desde esféricas a ovoides, alimonada, piriforme, cilíndrica, triangular, e incluso alargada, constituyendo un verdadero micelio o falso micelio. También se diferencian en cuanto a su tamaño. Son partes observables de su estructura, la pared celular, el citoplasma, las vacuolas de agua, los glóbulos de grasa y los gránulos, los cuales pueden ser metacromáticos, de albumina, o de almidón. Para poder observar el nucleo es preciso utilizar tinciones especiales.

Reproducción La mayoría de las levaduras se reproducen asexualmente, por germinación multicelular o por germinación polar. Mecanismo de reproducción mediante el cual una porción del protoplasma sobresale de la pared de la célula de la levadura y forma una protuberancia, esta protuberancia o yema, aumenta de tamaño y finalmente se desprende como célula de levadura neoformada.

En algunas levaduras y de forma y de forma especial en las que forman película, parece ser que la yema crece a partir de una prolongación tubuliforme de la célula madre. El material nuclear replicado se reparte entre la célula madre y la célula hija. Unas pocas especies de levaduras se reproducen por fisión, y una sola se reproduce mediante una combinación de mecanismos de fisión y de gemación. La reproducción sexual de las levaduras (ascomycotina) da lugar a la producción de ascosporas, desempeñando la función de asca la propia célula de levadura. En la mayoría de especies de levaduras verdaderas, la formación de ascosporas tiene lugar tras la conjugación de 2 células, aunque algunas pueden producir ascosporas sin que exista una conjugación previa, teniendo lugar después de la conjugación de las ascosporas o células hijas de pequeño tamaño. Tanto el número habitual de esporas por asca, como el aspecto de las ascosporas, son típicos de cada especie de levadura. Las ascosporas se pueden diferenciar por su color, por la rugosidad o lisura de su pared, y por su forma. Las levaduras falsas las cuales no producen ascosporas ni otro tipo de esporas, pertenecen a los fungi imperfecti. Las células de algunas levaduras se transforman en clamidosporas mediante la formación de una gruesa pared alrededor de la célula, tal como ocurre en las especies de los géneros Candida, Rhodotorula y Cryptococcus.

Caracteres de los cultivos En la mayoría de los casos, el crecimiento en masa de las levaduras no resulta apropiado para identificar a estos microorganismos, si bien el crecimiento en forma de velo en la superficie de los medios líquidos indica que se trata de una nueva levadura oxidativa o en forma de velo, y la producción de un pigmento carotenoide confirma que la levadura que ha crecido pertenece a genero Rhodototula. No obstante el aspecto del crecimiento de los microorganismos tiene importancia cuando estos producen un moteado pigmentado en la superficie de los alimentos. En los cultivos en placas de agar, es difícil diferenciar las colonias de levaduras de las colonias bacterianas, la observación microscópica de los microorganismos es la única forma segura que existe para poderlas diferenciar; La mayoría de las colonias jóvenes de levaduras son húmedas y algo mucosas, aunque es posible que tengan aspecto harinoso; la mayoría de las colonias son blancuzcas aunque algunas tienen un color crema o rosado. Algunas colonias cambian de aspecto cuando envejecen aunque otras se secan o se arrugan. Las levaduras son oxidativas, fermentativas o bien su actividad metabólica es a la vez ambos tipos. En la superficie de un líquido, las levaduras oxidativas pueden crecer en forma de película, de velo o de una espuma, y por ello se denominan

levaduras formadas de película. Las levaduras fermentativas suelen crecer en toda la masa del líquido y producen CO2

Propiedades Fisiológicas A pesar de que las distintas especies de levaduras pueden ser uy diferentes en cuanto a su fisiologismo, las que tienen importancia en la industria comparten un número suficiente de actividades fisiológicas para poder estudiarlas dentro de un punto de vista general, con tal de que se tenga en cuenta que se encontraran excepciones a cualquier afirmación que sobre las mismas se haga. La mayoría de las levaduras corrientes crecen mejor con un copioso aporte de humedad disponible. No obstante, como quiera que muchas levaduras crezcan mejor que la mayoría de las bacterias en sustratos que contienen elevadas concentraciones de solutos (azúcar y sal por ejemplo), de ello se puede deducir que esa clase de levadura necesita menos humedad que la mayoría de las bacterias. La mayoría de las levaduras sin embargo, necesitan más humedad que los mohos. Si se tiene en cuenta la actividad agua o aw, las levaduras se pueden clasificar en ordinarias si no crecen en concentraciones elevadas de solutos, es decir en medios con valores bajos de aw, y osmófilas si son capaces de crecer en los citados medios, para las levaduras normales estudiadas hasta ahora, la a w mínima de crecimiento oscila entre 0.88 y 0.94, constituyen ejemplos concretos de aw mínimos de crecimiento los valores siguientes: 0.94 para una levadura de cerveza, 0.90 para una levadura procedente de leche condensada y 0.905 para una levadura utilizada por los panaderos. Por el contrario se han encontrado levaduras que crecen lentamente en medios con a w tan baja como la de los jarabes, en los cuales los valores de aw se hallan comprendidos entre 0.62 y 0.65, aunque, tanto en la salmuera como en los jarabes azucarados, algunas levaduras osmófilas dejan de crecer a un valor de aw próximo a 0.78. Para una determinada combinación de factores del medio en que se encuentra, cada levadura tiene su propia aw óptima de crecimiento que la caracteriza y su propio intervalo de valores de aw dentro del cual es capaz de crecer. Estos valores varían según sean las propiedades nutritivas del sustrato, el pH, la temperatura, la cantidad de oxigeno disponible y la existencia o ausencia de sustancias inhibidoras. El intervalo de temperatura crecimiento de la mayoría de las levaduras es, en general, parecido al de los mohos con una temperatura óptima en torno a los 25 a 30º C y una temperatura máxima en torno a los 35 a 47º C. algunas especies son capaces de crecer a temperaturas de 0º C o inferiores. Una reacción acida del medio próxima a un pH de 4 a 4,5 estimula el crecimiento de la mayoría de las levaduras, mientras en medios básicos no crecen bien a no ser que se hayan adatado a los mismos. Las levaduras crecen mejor en aerobiosis, aunque las

especies de tipo fermentativo son capaces de crecer, aunque lentamente, en anaerobiosis. En general, los azucares son la fuente de energía más apropiada para las levaduras, aunque las oxidativas, como ejemplo las formadoras de película, oxidan los ácidos orgánicos y el alcohol. El CO2 que producen las levaduras que se utilizan en la panificación, completa la fermentación del pan, mientras que el alcohol producido por las levaduras fermentativas es el principal producto en la fabricación de vinos, cervezas, alcohol industrial y otros productos. Las levaduras también contribuyen en la producción de sabores (bouquet) de los vinos. Los nutrientes utilizados por las levaduras varían desde compuestos sencillos como el amoniaco o la urea, a aminoácidos y polipéptidos. Además, las levaduras necesitan factores accesorios de crecimiento. Las levaduras pueden modificar sus propiedades fisiológicas, de modo especial las verdaderas o productos de ascosporas, dotadas de una forma de reproducción asexual. Es posible seleccionar estas levaduras en base a determinadas propiedades fisiológicas, y es posible que muten a formas nuevas. A la mayoría de las levaduras se les puede adaptar a crecer en condiciones bajo las cuales no hubiesen crecido bien antes de haber conseguido la adaptación. A este respecto, constituye un claro ejemplo de las distintas propiedades fisiológicas que se dan dentro de una misma especie el gran número de cepas de Saccharomyces cerevisiae adaptadas a usos diferentes, como son las cepas utilizadas en la fabricación del pan, las utilizadas en la elaboración de la cerveza, las del vino, y las que producen alcohol en elevadas concentraciones.

Clasificación e identificación de las levaduras Las levaduras verdaderas se incluyen en la subdivisión Ascomycotina, incluyéndose las falsas en la subdivisión Fungi Imperfecti o Deuteromycotina. Ciertas levaduras figuran en realidad en 2 géneros diferentes teniendo en cuenta que se reproducen sexualmente. Los principales criterios utilizados para la clasificación e identificación de las levaduras son los siguientes: 1. Si producen, o no, ascosporas. 2. Si son esporógenas: a) Forma de producción de las ascosporas: (1) Producidas sin conjugación de las células de la levadura (mediante partenogénesis), una vez producidas las esporas pueden tener lugar: la

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conjugación de las ascosporas o la conjugación de las células hijas de escaso tamaño. (2) Producidas por conjugación isogámica (las células que se conjugan parecen semejantes). (3) Producidas por conjugación heterogámica (las células que se conjugan tienen distinto aspecto). b) Aspecto de las ascosporas: forma, tamaño y color. La mayoría de las esporas son esferoidales u ovoides, si bien algunas tienen formas peculiares, como las de la mayoría de las especies de Hansenula que se parecen a sombreros de hongo. c) Numero habitual de ascosporas por asca: 1, 2, 4 u 8. Aspecto de las células vegetativas: forma, tamaño, color, inclusiones. Forma de reproducción asexual: a) Gemación. b) Fisión. c) Gemación y Fisión combinadas. d) Artrosporas (oidios). Producción de micelio, de un seudomicelio, o no producción de micelio. Crecimiento en forma de película en la superficie de los líquidos (levaduras formadoras de película), o crecimiento en toda la masa de los medios líquidos. Color del crecimiento macroscópico. Propiedades fisiológicas (utilizadas para identificar especies o sepas de una determinada especie): a) Fuentes de nitrógeno o Carbono. b) Necesidades de vitaminas. c) Oxidativas o fermentativas: las formadoras de película son oxidativas; las demás pueden ser fermentativas, o fermentativas y oxidativas al mismo tiempo. d) Lipolisis, actividad ureásica, producción de ácido, y producción de compuestos amiláceos.

Levaduras de importancia industrial La mayoría de las levaduras que se utilizan en la industria pertenecen al género Saccharomyces. El termino levadura silvestre se aplica a cualquier levadura que no sea la que se esté utilizando o aquella cuyo crecimiento se está estimulando.

Genero Schizosaccharomyces: Las levaduras pertenecientes a este género, tienen una forma de reproducción asexual por fisión y producen 4 u 8 esporas por

asca mediante conjugación isogámica se han encontrado en frutas tropicales, en la melaza, en el suelo, en la miel y en otras partes. Genero Saccharomyces: Las células de estas levaduras pueden ser redondas, ovaladas o alargadas y pueden producir un seudomicelio. Se reproducen por gemación multipolar, o mediante la producción de ascosporas, las cuales se pueden formar tras la conjugación de 2 células, o pueden derivar de células dipolares cuando estas representan la fase vegetativa. Las ascosporas, en número de 1 a 4 por asca, suelen ser redondeadas u ovaladas. La especie tipo S. Cerevisiae, se emplean en muchas industrias alimentarias, utilizándose como cepas especificas en la fermentación de pan, levaduras de superficie en la fermentación de cerveza inglesa, en la fermentación de los vinos, y en la producción de alcohol, glicerol e invertasa. Las levaduras de superficie son fermentadoras muy activas y crecen más rápidamente a 20º C. la formación de agregados celulares y la rápida producción de Dióxido de Carbono ocasionan el desplazamiento de las células de levaduras a la superficie de la masa líquida, y de aquí que a las levaduras responsables de la fermentación se les conozca con la denominación de levaduras de superficie. Las levaduras del fondo del tanque de fermentación no forman agregados de células, crecen más lentamente, y tienen mayor actividad fermentativa temperaturas más bajas (10ª 15º C). El hecho de que no se morfen agregados de células junto con la mayor lentitud, tanto de su crecimiento como de la producción de CO2, permite que las levaduras sedimenten en el fondo, y de aquí el termino levaduras de fondo. Las citadas propiedades de las levaduras corresponden a observaciones que no explican porque algunas forman agregados, mientras que otras floculan. La variedad Ellipsoideus de S. Cerevisiae es una levadura que produce elevadas concentraciones de alcohol que se utiliza en la fabricación industrial de alcohol que se utiliza en la fabricación industrial de alcohol, en la elaboración de vinos, y de licores de destilación. S. Uvarum, una levadura de fondo, se utiliza en la fabricación de la cerveza. S. Fragilis y S. Lactis, por su capacidad para fermentar la lactosa, puede tener importancia en el tratamiento de la leche y la elaboración de productos lácteos. S. Rouxi y S. Mellis son especies osmófilas. Genero Zygosaccharomyces: las levaduras de este género son importantes por su capacidad para crecer en medios con elevadas concentraciones de azúcar, interviniendo en la alteración de la miel, jarabes y melaza, y también en la fermentación de la salsa de soya y algunos vinos. Genero Picha: estas levaduras, de forma ovalada o cilíndrica, pueden producir seudomicelio. Las ascosporas son redondas o tienen forma de sombrero, existiendo de 1 a 4 en cada ascospora. Crecen en la superficie de los líquidos en

forma de película; P. Membranafaciens, por ejemplo, produce un crecimiento en película en la superficie de las cervezas y de los vinos.

Falsas Levaduras Genero Candida: Estas levaduras producen seudohifas e hifas verdaderas, con abundantes células gemantes o blastosporas, pudiendo también producir clamidosporas. Algunas crecen en películas y son capaces de alterar los alimentos con acidez y concentración de sal elevadas. La especie C. Utilis se cultiva para incorporarla tanto a alimentos destinados al consumo humano como a piensos. La especie C. Krusei se ha cultivado incorporada a los cultivos estárter que se utilizan en la industria de productos lácteos para mantener la actividad y aumentar la longevidad de las bacterias lácticas. C. Lipolyitica es una especie lipolítica capaz de alterar la mantequilla y la oleomargarina. Genero Brettanomyces: estas levaduras, que tienen forma de ojiva o de arco, producen grandes cantidades de ácido e intervienen en la fermentación de la cerveza. También se encuentran en los vinos franceses. B. Bruxenallis y B. Lambicus son 2 especies típicas de este género. Genero Torulposis: estas levaduras fermentativas, de forma redondeada a ovalada, que se reproducen por gemación multilateral, originan problemas en las fábricas de cerveza y alteran alimentos diversos. T. Sphaerica fermenta la lactosa, razón por la cual es capaz de alterar la leche condensada azucarada, los concentrados de zumos de frutas y los alimentos ácidos.