Los alimentos fermentados con bacterias lácticas constituyen una parte muy importante de la dieta humana. Las bacterias lácticas ejercen un papel esencial en la conservación de estos alimentos, pero además contribuyen de manera fundamental a sus propiedades sensoriales, nutricionales e incluso promotoras de la salud. Dentro de estos alimentos se incluyen vegetales, carnes y pescados fermentados y, sobre todo, productos lácteos fermentados como queso, yogur, kefir, etc. Además de la industria de alimentos, las bacterias lácticas se están empleando recientemente en la producción industrial de compuestos químicos y bioquímicos tales como biopolímeros, enzimas, etanol y ácido láctico, entre otros.

Las posibilidades de aplicación industrial de las bacterias lácticas se han visto incrementadas en los últimos años por el empleo de las ingenierías genética y metabólica. Expectativas que han alcanzado su punto culminante con el conocimiento de la secuencia nucleotídica completa del genoma de Lactococcus lactis y las de otras bacterias lácticas que están comenzando a aparecer. La descripción del mapa genético de estos microorganismos supone una inestimable herramienta para la biotecnología al permitir aislar genes que, una vez descifrada su función, puedan ser usados para modificar la actuación de estas bacterias durante los procesos de fermentación, y sobre todo, para reforzar la investigación actual que tiene como horizonte la tecnología de alimentos, la nutrición y la salud.

Las rutas bioquímicas que emplean las bacterias lácticas para la utilización de los azúcares y las proteínas en los alimentos están controladas por la expresión de genes, los cuales pueden ser clonados o mutados dando lugar a la sobre-expresión o inhibición, respectivamente, de determinadas enzimas y, por tanto, al diseño a la carta de la fermentación láctica. Algunos ejemplos del empleo de la biotecnología en bacterias lácticas incluye el incremento de la producción de diacetilo por L. Lactis, sustancia que proporciona un aroma típico a mantequilla; el desarrollo de cepas de Lactobacillus bulgaricus para la producción de yogures menos ácidos o evitar la sobreacidificación durante el almacenamiento; la aceleración de la maduración en quesos mediante incremento de las actividades que dan lugar a compuestos responsables de sabor y aroma; la producción de determinados péptidos y volátiles derivados de la proteolisis y del catabolismo de aminoácidos, respectivamente, dando lugar a nuevos perfiles de sabor y aroma en los productos; el incremento en la producción de antimicrobianos como barrera al desarrollo de patógenos y alterantes en los alimentos; la resistencia a la infección por fagos para asegurar el éxito de la fermentación láctica.

Las bacterias lácticas poseen mecanismos genéticos sencillos que dirigen las rutas metabólicas energética y biosintética, sin que exista prácticamente solapamiento entre ellas. Este hecho ha facilitado el desarrollo en estos microorganismos, sobre todo en L. Lactis, de estrategias basadas en la ingeniería metabólica a base de reorientar la expresión de genes y la clonación de genes homólogos y heterólogos que permitan el empleo de estos microorganismos como factoría celular para la síntesis de determinados compuestos de interés. Los estudios están encaminados a la producción de vitaminas (ácido fólico, riboflavina, cobalamina), edulcorantes no calóricos (alanina, manitol, sorbitol, tagatosa), exopolisacáridos con acción texturizante y oligosacáridos con características prebióticas.

La aplicación de la biotecnología de bacterias lácticas en el campo de la salud se ha llevado a cabo con estudios dirigidos al empleo de estos microorganimos como vehículos de vacunas por vía oral, por ejemplo para la protección frente a la toxina tetánica, cólera o brucelosis. También se ha estudiado el empleo de L. lactis como vehículo de citoquinas y de un antígeno co-expresado para modular la respuesta inmune en el tratamiento de individuos con enfermedad inflamatoria intestinal. El sistema proteolítico de las bacterias lácticas se ha analizado para la generación de péptidos bioactivos con interesantes propiedades en salud como antihipertensivos, opioides, inmunomodulantes, antimicrobianos, antitrombóticos e incluso con capacidad ligante de minerales.

Sin embargo, muchos de los ejemplos desarrollados científicamente que emplean la ingeniería genética se topan con la barrera de su aplicación comercial, debido a las consideraciones planteadas sobre la seguridad de los alimentos en los que se utilicen estos microorganismos. Las bacterias lácticas poseen la ventaja de disfrutar de una prolongada trayectoria de consumo en alimentos fermentados, sin que exista ninguna evidencia histórica que ponga en duda la seguridad de su ingestión en gran número, tal y como se encuentran en los alimentos fermentados. Por tanto, no existirían dudas sobre la seguridad de las bacterias lácticas modificadas que contengan genes y vectores de clonación con material genético exclusivamente de la propia especie. En este sentido, las modificaciones genéticas de aplicación en la tecnología alimentaria exige que las bacterias modificadas carezcan de genes que codifiquen la resistencia a antibióticos y los marcadores de selección sean, por tanto, de grado alimentario. Con este objetivo, se han diseñado diferentes alternativas de selección de cepas modificadas que contengan mecanismos de reconocimiento procedentes de las bacterias lácticas como fermentación de azúcares o la resistencia a bacteriocinas. Además, la aplicación de modificaciones genéticas mediante la construcción de cepas donde todo el ADN proceda enteramente de la cepa modificada (auto-clonaje), facilitaría las posibilidades de su empleo comercial en fermentaciones industriales.

La biotecnología de bacterias lácticas posee excelentes ventajas para lograr una gran cantidad de avances tecnológicos, ya que son microorganismos presentes en gran número y en una gran variedad de alimentos fermentados. Además, poseen un metabolismo simple y relativamente controlable que, junto al progreso logrado en los conocimientos de su organización genética, augura que los alcances futuros de la biotecnología de los alimentos puedan ser todavía más espectaculares.