El planeta Cotija: un mundo de queso y bacterias peculiares

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Por Joaquín Ramírez Ramírez

En el queso Cotija viven principalmente las bacterias Lactobacillus, Weissella y Leuconostoc, así como más de 500 géneros diferentes de microbios, de acuerdo con un estudio realizado por los doctores Alejandra Escobar, Alejandro Sánchez y Maricarmen Quirasco, de la Universidad Nacional Autónoma de México.

La diversidad de bacterias del queso Cotija podría servir como una firma distintiva que ayude a la identificación de quesos originales. Esto beneficiaría a los queseros artesanales para adquirir la denominación de origen de su producto.

El trabajo se publicó este año en la revista Food Microbiology y ha sido galardonado con el Premio Nacional en Ciencia y Tecnología de Alimentos.

En la sierra que se encuentra entre Jalisco y Michoacán, el queso Cotija se elabora de manera artesanal sólo a partir de leche bronca de vaca, cuajo y sal de mar. La leche no se pasteuriza y gracias a la fermentación que realizan las bacterias que la colonizan se produce un queso con aroma y sabor característicos.

Debido a que la elaboración del queso es un proceso donde intervienen microorganismos, es importante saber si los microbios presentes no ponen en riesgo la salud del consumidor. Una forma de conocer qué bacterias viven en el queso es tratar de aislarlas y cultivarlas en el laboratorio para después identificarlas mediante técnicas bioquímicas o a nivel molecular.

La doctora Maricarmen Quirasco, quien tiene más de 10 años trabajando en la identificación de microorganismos y compuestos químicos de diferentes alimentos mexicanos, tiene un banco de más de 100 organismos aislados del queso Cotija. En estudios previos había identificado tres géneros de bacterias dominantes en este queso. Sin embargo, la investigadora tenía la duda de si sus observaciones estaban sesgadas, pues a veces no se pueden cultivar todas las bacterias en el laboratorio y puedes perder información valiosa sobre la diversidad microbiana.

Armas poderosas

Una estrategia novedosa para resolver este problema es la metagenómica. Esta técnica consiste en aislar el ADN total que hay en una muestra, fragmentarlo al azar y obtener la secuencia de nucleótidos (las unidades que contienen las bases adenina, guanina, citosina y timina). Luego, con el uso de programas de computadora se arman fragmentos de ADN más grandes y se buscan secuencias de genes parecidos en bases de datos. De esta manera puedes identificar las especies presentes y también genes que codifican para proteínas que estén relacionadas con algún proceso metabólico.

La principal ventaja de utilizar este método es que te ahorras el paso de tratar de cultivar a las bacterias. Además, con la tecnología de secuenciación HiSeq2000/2500 de Illumina que tiene el Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad en el CINVESTAV Irapuato, se pueden obtener millones de secuencias a un costo accesible. Después, con herramientas bioinformáticas desarrolladas en el Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, se revisa la calidad de las secuencias y se reconstruyen los genes para posteriormente identificarlos. “Puedes ensamblar un genoma entero en cuestión de minutos”, dice el doctor Alejandro Sánchez, encargado de la Unidad Universitaria de Apoyo Bioinformático.

Policías y ladrones

Una vez que obtienes las secuencias de los genes, hay que darle sentido al mar de letras A, G, T y C. “La parte del análisis de los datos fue la más difícil, pues tuve que tomar cursos y aprender por mi propia cuenta sobre análisis bioinformático y programación”, dice la doctora Alejandra Escobar, autora principal del trabajo. No obstante, su esfuerzo se vio recompensado, ya que pudo identificar genes que codifican para bacteriocinas, que son moléculas que secretan las bacterias para defenderse de otros microorganismos. Lo más interesante es que las bacterias más abundantes (Lactobacillus, Weissella y Leuconostoc) no producen las bacteriocinas, pero sí tienen genes que les permiten ser inmunes a ellas.

“Es como si unas cuantas bacterias fueran las encargadas de darle las características principales al queso y el resto funcionaran como policías para que bacterias patógenas no proliferen”, señala Alejandro Sánchez.

Además de encontrar los genes relacionados con las bacteriocinas, lograron describir el potencial metabólico en el queso Cotija, es decir, todos los genes que podrían estar involucrados en determinada ruta metabólica. Por ejemplo, identificaron genes que codifican para enzimas que transforman aminoácidos y ácidos grasos en compuestos como aldehídos y alcoholes que confieren aromas y sabores característicos al queso.

La doctora María del Carmen Wacher, investigadora de la Facultad de Química de la UNAM y miembro del comité tutoral de Alejandra Escobar, reconoce el valor del trabajo. “Es importante por la profundidad con que se abordó una fermentación compleja y espontánea de un alimento mexicano”, dice. La investigadora coincide con los autores que este estudio podría ayudar a las comunidades que hacen el queso de manera artesanal a que obtengan un producto con calidad constante y en condiciones más controladas, aunque admite que un queso elaborado de manera artesanal siempre tendrá un mejor sabor que el elaborado de manera industrial.

El futuro del planeta Cotija

Un aplicación interesante del conocimiento que se generó es el desarrollo de un método de diagnóstico rápido del producto, sobre todo en el aspecto de inocuidad. “Los productores quieren saber si están haciendo bien o no sus quesos; quieren que sepan bien y que no ocasionen un problema de salud”, dice la doctora Quirasco, que ha tenido contacto con muchos artesanos de la región. De hecho, en el estudio no encontraron bacterias que ocasionaran infecciones como salmonelosis o brucelosis.

El método de diagnóstico consistiría en la selección de marcadores específicos, esto es, genes de bacterias características que funcionen como una firma.  Sin embargo, la aplicación podría ser difícil, ya que por el momento no hay clientes interesados en diagnosticar a nivel molecular sus productos. “La norma no lo exige”, aclara el doctor Alejandro Sánchez.

Una siguiente etapa del proyecto sería utilizar el análisis metagenómico para entender la variabilidad entre los quesos de diferentes productores, así como en sus materias primas, propone la doctora Quirasco. En ese sentido, el doctor Alejandro Sánchez sugiere estudiar cómo cambia la composición de la comunidad microbiana y los genes que expresan a lo largo del proceso de maduración del queso, esto último conocido como análisis metatranscriptómico. Este método consiste en obtener la secuencia de los ARN mensajeros, es decir, las primeras moléculas que se producen cuando un gen se va a expresar.

Actualmente, la doctora Quirasco está enfocada en estudiar productos de otras partes del país. Sostiene que hay que entender a los alimentos como un producto que depende de las características químicas y microbiológicas de las materias primas. La Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS) ha sugerido que la leche que se utiliza para la elaboración de los quesos debería pasteurizarse. Dado que los aromas y sabores del queso Cotija son el resultado de una interacción compleja entre comunidades de microorganismos, sería muy difícil diseñar un inóculo o mezcla de bacterias específicas para obtener un queso Cotija similar al que se realiza de forma artesanal.

Conquistando otros mundos

Alejandra Escobar agradece el apoyo de sus tutores, el doctor Miguel Ángel Cevallos del Centro de Ciencias Genómicas de la UNAM y la doctora María del Carmen Wacher. Sin duda, la tenacidad de Alejandra la llevó hasta donde está ahora: colabora en un megaproyecto sobre la biodiversidad microbiana en derrames de petróleo y sedimentos en el Golfo de México. “Avanzó muy rápido”, dice la doctora Wacher. “Es una estudiante brillante”.

Por su parte, Alejandro Sánchez colabora en otros proyectos de metagenómica. Uno muy interesante es el que tiene que ver con identificar los genes de microorganismos que ayudan a la cochinilla a sintetizar su pigmento, valioso en la industria textil.

A raíz del premio que recibieron, para Maricarmen Quirasco ha sido un ejercicio académico de reflexión en cuanto al impacto que pueden tener sus investigaciones. Ahora tiene más claro qué preguntas plantear. Para ella es muy importante la formación de recursos humanos, sobre todo a nivel licenciatura. “Quiero que mis estudiantes sepan que los productos mexicanos son muy valiosos”, dice la doctora, que busca estimular a los estudiantes de química en alimentos para que se aventuren en este tipo de proyectos. “Entrémosle”.

 

 

 

 

 

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