Optimization of fluidized bed drying of Lactiplantibacillus plantarum grown in sustainable culture media for winemaking application

• Autores: Navarro, Marina Edith; Morales, Manuel Angel; Brizuela, Natalia Soledad; Caballero, Adriana Catalina; Reyes Urrutia, Ramón Andrés; Vicente, Fausto; Semorile, Liliana Carmen; Bravo Ferrada, Barbara Mercedes; Tymczyszyn, Emma Elizabeth
• Año de publicación: 2025
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Lactiplantibacillus plantarum; apple pomace; whey permeate; malolactic fermentation
• Institución: Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Lactic acid bacteria (LAB) play a key role in winemaking by driving malolactic fermentation, which enhances microbial stability and reduces wine acidity.To enable the large-scale development of LAB starter cultures, cost-effectivebiomass production and preservation methods are required. Traditionalpreservation techniques, such as freeze-drying, can be expensive and energyintensive. Therefore, this study explored fluidized bed drying as a sustainableand low-cost alternative for preserving Lactiplantibacillus plantarum UNQLp 11cultured in apple pomace (AP) and whey permeate (WP)-based media, withemphasis on maintaining malolactic activity after preservation. L. plantarumUNQLp 11 was cultivated in AP- and WP-based media and subjected to fluidizedbed drying at 45 ◦C and 60 ◦C. Drying times and culture conditions (pH,medium composition) were varied to assess their impact on cell viability. Afterdrying, the samples were stored for 12 months at 4 ◦C to evaluate long-termstability. Water activity (aw) was monitored and adjusted between 0.10 and 0.33.Malolactic activity was tested through winemaking trials using synthetic andMalbec wines, both with and without rehydration in DeMan-Rogosa-Sharpe(MRS) broth. Fluidized bed drying caused viability reductions of 3–5 log units,with survival rates influenced by medium composition, pH, and drying duration.Optimal results were achieved at 45 ◦C for 35 min, yielding final counts of8.3 log CFU/g in WP cultures and 7.0–7.4 log CFU/g in AP cultures. After 12months of storage at 4 ◦C, viability losses were limited to approximately 1 logunit when aw values were maintained between 0.10 and 0.33. In winemakingassays, WP-derived cultures preserved malolactic activity, consuming 70–100 %of malic acid in synthetic wine and up to 80 % in Malbec wine. AP culturesrequired rehydration to restore performance, reaching 75–100 % and 50–80 %malic acid consumption in synthetic and Malbec wines, respectively. The resultsdemonstrate that fluidized bed drying is a viable and energy-efcient alternativeto freeze-drying for preserving L. plantarum UNQLp 11. Cultures produced inWP medium exhibited superior viability and maintained malolactic functionalityafter long-term storage. However, AP-based cultures required rehydration to regain full activity. These findings highlight the potential of fluidized bed dryingfor sustainable LAB preservation in winemaking applications, although furtheroptimization of drying parameters and protective agents is needed to enhanceindustrial applicability.
Fil: Navarro, Marina Edith. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Microbiología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Morales, Manuel Angel. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ciencias y Tecnologia de los Alimentos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas; Argentina
Fil: Brizuela, Natalia Soledad. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Microbiología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Caballero, Adriana Catalina. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ciencias y Tecnologia de los Alimentos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas; Argentina
Fil: Reyes Urrutia, Ramón Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas. Universidad Nacional del Comahue. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos, Biotecnología y Energías Alternativas; Argentina. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ciencias y Tecnologia de los Alimentos; Argentina
Fil: Vicente, Fausto. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ciencias y Tecnologia de los Alimentos; Argentina
Fil: Semorile, Liliana Carmen. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Microbiología Molecular; Argentina
Fil: Bravo Ferrada, Barbara Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Microbiología Molecular; Argentina
Fil: Tymczyszyn, Emma Elizabeth. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Microbiología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina