La lisozima se ha utilizado en aplicaciones farmacéuticas y alimentarias durante muchos años debido a su actividad lítica sobre la pared celular de los microorganismos grampositivos. Estos organismos son responsables de las infecciones del cuerpo humano y del deterioro de diversos alimentos.
Aplicaciones farmacéuticas de la lisozima
La lisozima de clara de huevo de gallina se utiliza en medicamentos de venta libre para aumentar las defensas naturales del organismo contra las infecciones bacterianas. Dado que la lisozima forma parte del sistema inmunológico humano, se ha propuesto que la suplementación con lisozima de pollo puede tener beneficios. El uso farmacéutico abarca aplicaciones como la otorrinolaringología (pastillas para el tratamiento de dolores de garganta y aftas) y la oftalmología (gotas para los ojos y soluciones para desinfectar lentes de contacto). La lisozima se puede añadir a las fórmulas infantiles para que se asemejen más a la leche materna (la leche de vaca contiene niveles muy bajos de lisozima).
Durante la última década se ha despertado interés por las propiedades antivirales de la lisozima, y algunas investigaciones han demostrado la actividad anti-VIH de la lisozima humana y de la de pollo in vitro. Es posible que estos hallazgos conduzcan a nuevos métodos de tratamiento para esta infección.
Aplicaciones alimentarias de la lisozima
Se han realizado muchas investigaciones sobre el uso de la lisozima como conservante en productos alimenticios, particularmente en el este de Asia y Japón. Se han descrito y patentado varias aplicaciones, incluido el tratamiento de frutas frescas, verduras, mariscos, carne, tofu, cerveza, sake, queso duro y vino.
La aplicación alimentaria más importante de la lisozima es la prevención del problema conocido como 'butyric late blowing', que se produce durante la maduración de ciertos quesos de tipo europeo. Este problema se debe a la contaminación de la leche por esporas de Clostridium tyrobutyricum. El origen de esta contaminación radica en el uso generalizado de ensilado como pienso. Las esporas de C. tyrobutyricum están presentes en el suelo y se incorporan, junto con partículas de tierra, al maíz o al heno utilizado para hacer ensilado. Las esporas proliferarán en el ensilado si no se produce una rápida acidificación. Cuando las vacas se alimentan con el ensilado contaminado, las esporas se excretan en el estiércol y, si el ordeño no se realiza en estrictas condiciones higiénicas (p. ej., lavado minucioso de la ubre, eliminación de las primeras gotas de leche), las esporas pueden contaminar posteriormente la leche. Se ha demostrado que una cantidad muy pequeña de estiércol (menos de 1 g) es suficiente para contaminar un tanque que contiene varios miles de galones de leche.
Si el queso se elabora con leche contaminada con esporas de C. tyrobutyricum, la mayoría de las esporas quedan retenidas en la cuajada. En este caso, las condiciones (ausencia de oxígeno y presencia de grandes cantidades de ácido láctico) son favorables para la germinación y el desarrollo de formas vegetativas durante la maduración del queso. El ácido láctico puede ser metabolizado como fuente primaria de carbono por C. tyrobutyricum para producir ácido butírico y una combinación de dos gases: hidrógeno y dióxido de carbono. La acumulación de ácido butírico es responsable de los defectos organolépticos en el queso debido al característico sabor desagradable causado por este ácido graso de cadena corta. La producción de grandes volúmenes de hidrógeno (totalmente insoluble en la fase acuosa de la cuajada del queso) y dióxido de carbono (parcialmente soluble), conduce a un aumento de la presión interna del queso y, posteriormente, a la formación de hendiduras y grietas en el queso durante el proceso de maduración. Esto tiene un impacto dramático y perjudicial en la calidad del queso y, en consecuencia, en su valor comercial. El queso con problemas de soplado tardío generalmente debe degradarse o, en casos graves, no puede venderse.
Antes de que se utilizara la lisozima, los fabricantes de quesos habían desarrollado una serie de técnicas para intentar evitar la formación tardía de burbujas de butírico. Dos técnicas que se utilizan habitualmente son (a) un proceso físico para eliminar las esporas mediante centrifugación (conocido como "bactofugación") y (b) el uso de inhibidores químicos de C. tyrobutyricum, como los nitratos. Ninguno de estos métodos puede garantizar una solución completa al problema.
Las investigaciones iniciadas a finales de los años 60 y 70, seguidas de ensayos en quesos realizados en Europa a principios de los 80, demostraron la eficacia de la lisozima para prevenir el soplado tardío en diferentes tipos de queso. El principio de acción de la lisozima se basa en su capacidad de ser retenida en la cuajada del queso, a través de la atracción electrostática con la caseína, y en la estabilidad de su actividad enzimática durante todo el proceso de maduración. La lisozima es activa en las células vegetativas de C. tyrobutyricum, que aparecen durante el proceso de maduración. El nivel de uso es normalmente de 25 ppm en la leche del queso. A esta concentración, la mayoría de los cultivos lácticos utilizados en la producción de queso, aunque sean bacterias Gram-positivas, no son sensibles a la acción lítica de la lisozima.
La lisozima ha sido aprobada por la Unión Europea y se ha utilizado con éxito durante más de 25 años en varios países europeos (por ejemplo, Francia, Italia, España, Portugal, Alemania, Dinamarca y los Países Bajos). Su uso ha tenido éxito en diferentes tipos de quesos, como quesos duros (parmesano, suizo), quesos semiduros (gouda, manchego) y quesos blandos (brie). La lisozima recibió el estatus de generalmente reconocida como segura por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos en 1998 y está despertando mucho interés en América del Norte por su aplicación en quesos especiales.
Otra aplicación alimentaria de la lisozima de creciente importancia es la de las bebidas alcohólicas, como el vino o la cerveza. En la elaboración de vino, la Organización Internacional del Vino (OIV) permite su uso desde 1997 en un nivel que no supere las 500 ppm. Algunos de los tipos de aplicaciones son los siguientes:
1. Retraso de la fermentación maloláctica
2. Estabilización de los vinos tras la fermentación maloláctica
3. Prevención del deterioro causado por bacterias de ácido láctico que provocan fermentaciones estancadas.
El uso industrial de la lisozima en la elaboración de vino se ha vuelto común en todo el mundo para estas aplicaciones señaladas. La cerveza es un medio desfavorable para muchos microorganismos debido a la presencia de etanol y los compuestos amargos del lúpulo, el alto contenido de dióxido de carbono, el bajo contenido de oxígeno, el bajo pH y la falta de sustancias nutritivas. Sin embargo, los llamados microorganismos que alteran la cerveza aún logran crecer en la cerveza. La mayoría de las cervecerías ahora esterilizan por filtración o pasteurizan sus cervezas para evitar el deterioro bacteriano durante el almacenamiento de la cerveza antes del consumo. Las bacterias que alteran la cerveza son principalmente bacterias de ácido láctico. Para algunas cervezas especiales, como las cervezas de alta fermentación con refermentación (por ejemplo, cerveza acondicionada en barrica y cerveza acondicionada en botella), estos tratamientos no son posibles porque los microorganismos viables presentes son parte del proceso de producción de esas cervezas. La lisozima ha demostrado ser un agente antibacteriano adecuado para fines de elaboración de cerveza y es eficaz para inhibir las bacterias de ácido láctico agregadas a las cervezas terminadas. Por lo tanto, se utiliza para conservar cervezas que no recibirán ni pasteurización ni filtración estéril.
La alta especificidad y eficacia de la lisozima contra sólo ciertos organismos grampositivos es lo que permite su uso en las aplicaciones analizadas. Por ejemplo, en los ejemplos de elaboración de vino, inhibe los organismos causantes de la descomposición (principalmente las bacterias del ácido láctico), al mismo tiempo que no interfiere con la levadura que es esencial para la elaboración del vino. Esta especificidad es lo que hace que la lisozima no tenga éxito como antimicrobiano de amplia eficacia. Se han hecho algunos esfuerzos para aumentar la gama de aplicaciones alimentarias de la lisozima combinándola con otros antimicrobianos naturales. Por ejemplo, el trabajo en la década de 1980 sobre combinaciones de lisozima con el péptido antimicrobiano nisina condujo a patentes para su uso contra Listeria monocytogenes en productos cárnicos. Hasta la fecha, el uso industrial de la lisozima en la conservación de carne procesada no ha sido tan significativo como su uso en el queso y el vino.
