As bactérias do ácido lático são essenciais na criação de alimentos fermentados como iogurte, queijo e chucrute. Certas cepas também são usadas como probióticos para melhorar a saúde intestinal humana.
Pesquisadores da Universidade da Califórnia - Davis e Universidade Rice descobriram que as bactérias do ácido lático usam um metabolismo energético anteriormente desconhecido, o que muda radicalmente a compreensão científica de como essas bactérias podem prosperar em seus ambientes naturais.
"Usando esse metabolismo misturado, bactérias de ácido lático como L. plantarum crescem melhor e fazem um trabalho mais rápido acidificando seu ambiente", disse a co-autora Maria Marco, professora do departamento de ciência e tecnologia de alimentos da Faculdade de Ciências da Agricultura e Ambientais da UC Davis.
As descobertas, publicadas na revista eLIFE, podem levar a novas tecnologias que usam bactérias do ácido lático para produzir alimentos e bebidas fermentados mais saudáveis e saborosos de maneira a minimizar o desperdício de alimentos. Manipular esse metabolismo pode alterar o sabor e a textura dos alimentos fermentados.
"Também podemos descobrir que esse metabolismo misto tem benefícios em outros habitats, como o trato digestivo", disse Marco. “A capacidade de manipulá-lo pode melhorar a saúde intestinal”.
O estudo começou com um quebra-cabeça. Ao contrário da fermentação, a respiração requer uma molécula externa que pode aceitar elétrons, como o oxigênio na respiração aeróbica. Alguns microrganismos que ganham energia principalmente pela respiração podem usar aceptores de elétrons localizados fora da célula. Essa capacidade, chamada de transferência de elétrons extracelular, está ligada a genes específicos. Um conjunto recém-identificado de genes de transferência de elétrons extracelulares foi encontrado em bactérias lácticas, que usam o metabolismo da fermentação para conservação de energia e crescimento.
"Foi como encontrar os genes metabólicos de uma cobra em uma baleia", disse a co-autora Caroline Ajo-Franklin, biocientista da Rice University. "Não fazia muito sentido, e pensamos: 'Temos que descobrir isso'."
A bactéria comum que eles estudaram, L. plantarum, depende predominantemente da fermentação. "Mas quando os colocamos em circunstâncias particulares em que fornecemos uma fonte de carbono que dificulta a produção de lactato, o principal produto final produzido durante a fermentação, eles precisam fazer algumas soluções alternativas. O novo metabolismo então entra em ação", disse Ajo-Franklin.
De acordo com Marco, "Esse metabolismo combinado permite que o L. plantarum supere os principais gargalos no crescimento, permitindo que as bactérias enviem elétrons para fora da célula".
A equipe de pesquisa mostrou como L. plantarum usa esse metabolismo para alterar seu ambiente em uma fermentação de alimentos. Acionar esse caminho com eletrodos também oferece muitas possibilidades para ajustar as fermentações de alimentos para alterar o sabor.
Fontes: Sara Tejedor-Sanz et al. Extracellular electron transfer increases fermentation in lactic acid bacteria via a hybrid metabolism. 2021. eLife. DOI: 10.7554/eLife.70684
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