Identificação de cepas de bal com atividade anti- listeira: caracterização e aplicação da cepa bacteriocinogênica no controle de listeria monocytogenes em queijo
Data
2023-02-23
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Universidade Estadual de Londrina
Resumo
Resumo: As bactérias ácido láticas (BAL), são encontradas naturalmente em diversos alimentos, inclusive leite e derivados e podem contribuir como culturas iniciadoras ou adjuvantes para a produção de características desejáveis aos produtos alimentícios, além de produzirem substâncias com atividade antimicrobiana frente a patógenos alimentares como as bacteriocinas. Devido à crescente demanda dos consumidores por produtos sem aditivos químicos, as bacteriocinas podem ser consideradas uma alternativa bastante adequada para a conservação microbiológica de alimentos e proteção contra patógenos. Bacteriocinas têm sido usadas com o objetivo de inibir patógenos, como a Listeria monocytogenes em alimentos, através da adição de culturas microbianas produtoras de bacteriocinas ou da adição deste peptídeo antimicrobiano purificado ou semi-purificado. Os queijos, sobretudo os frescos ou de curta maturação, são especialmente vulneráveis à contaminação por patógenos, e em especial pela Listeria monocytogenes, que é um microrganismo ambiental frequente no leite e nas plantas de laticínios, e que pode re-contaminar o queijo em qualquer momento do processamento após a pasteurização do leite. O objetivo do estudo foi: identificar BALs produtoras de bacteriocina e caracterizar as cepas com atividade anti-listeria; caracterizar a bacteriocina e avaliar in vitro sua eficiência como conservante natural; avaliar o efeito antilisteria da cepa de Lactiplantibacillus plantarum bacteriocinogênica em queijos e produzir um filme comestível com efeito antilisterial. De 355 cepas de BAL testadas, duas (QS494 e QS530) foram capazes de produzir bacteriocina contra Listeria monocytogenes ATCC 7644 pelo método spot-on-lawn e foram identificadas como Lactiplantibacillus plantarum e Lactobacillus pentosus. Observou-se efeito bactericida do sobrenadante livre de células (CFS) da cepa QS494 (Lactiplantibacillus plantarum) já nas primeiras 8 horas, com redução de 1,7 log nas contagens de células viáveis de Listeria, enumeradas também em 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 e 24 horas a 36 °C. Ambas as cepas apresentaram boas características tecnológicas (atividade proteolítica e lipolítica, produção de diacetil) e ausência de produção de fatores de virulência (hemólise e gelatinase). Mudanças no pH do CFS obtido de Lactiplantibacillus plantarum não afetou sua atividade antimicrobiana. Além disso sua atividade antimicrobiana permaneceu estável após 10 min a 55, 80 e 100 °C. Nenhuma diminuição na atividade foi relatada após o tratamento por 15 min a 121° C e mesmo após submetido a congelamento (-20 °C) sua atividade inibitória foi observada após descongelamento por 12 semanas. Na avaliação do efeito anti-listeria em queijos, observou-se uma redução de 3 log na contagem de Listeria monocytogenes em 120 horas, nos queijos produzidos com a BAL bacteriocinogênica, enquanto nos queijos produzidos com cultura não bacteriocinogênica, observou-se um aumento de 2 log nas contagens. Filmes comestíveis produzidos com adição de bacteriocina precipitada nas concentrações de 50 e 25 mg/ml apresentaram efeito antimicrobiano contra Listeria monocytogenes ATCC 7644, com halos de 19 mm e 14 mm, respectivamente. Assim, as duas cepas estudadas possuem potencial tecnológico e de biossegurança, a bacteriocina por elas produzida apresentou bons resultados quando avaliada quanto à sua resistência às variações de pH e temperatura, e a cepa de Lactiplantibacillus plantarum apresentou excelente resultados no controle de Listeria monocytogenes em queijos, além disso a película comestível produzida com a bacteriocina também apresentou efeito anti-listeria in vitro. O que indica que as cepas apresentam potencial para serem utilizadas na indústria de alimentos para a elaboração de produtos lácteos, principalmente na produção de queijos.
Abstract: Lactic acid bacteria (LAB) are found naturally in several foods, including milk and dairy products, and can contribute as starter cultures or adjuvants for the production of desirable characteristics in food products, in addition to producing substances with antimicrobial activity against food pathogens such as bacteriocins. Due to the growing consumer demand for products without chemical additives, bacteriocins can be considered a very suitable alternative for the microbiological conservation of food and protection against pathogens. Bacteriocins have been used to inhibit pathogens such as Listeria monocytogenes in foods by adding bacteriocinproducing microbial cultures or by adding this purified or semi-purified antimicrobial peptide. Cheeses, especially fresh or short-ripened cheeses, are especially vulnerable to contamination by pathogens, in particular by Listeria monocytogenes, which is an environmental microorganism common in milk and dairy plants, and which can re-contaminate cheese anywhere. processing time after pasteurization of milk. The study was carried out in 4 stages: to identify bacteriocin-producing BALs and to characterize the strains with anti-listeria activity; characterize bacteriocin and evaluate in vitro its efficiency as a natural preservative; to evaluate the anti-listeria effect of the bacteriocinogenic strain of Lactiplantibacillus plantarum in cheeses and to produce an edible film with anti-listerial effect. Of 355 LAB strains tested, two (QS494 and QS530) were able to produce bacteriocin against Listeria monocytogenes ATCC 7644 by the spot-on-lawn method and were identified as Lactiplantibacillus plantarum and Lactobacillus pentosus. A bactericidal effect of the cell-free supernatant (CFS) of strain QS494 (Lactiplantibacillus plantarum) was observed in the first 8 hours, with a 1.7 log reduction in the viable Listeria cell counts, also numbered in 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 and 24 hours at 36°C. Both strains showed good technological characteristics (proteolytic and lipolytic activity, production of diacetyl) and absence of production of virulence factors (hemolysis and gelatinase). Changes in the pH of CFS obtained from Lactiplantibacillus plantarum did not affect its antimicrobial activity. Furthermore, its antimicrobial activity remained stable after 10 min at 55, 80 and 100 °C. No decrease in activity was reported after treatment for 15 min at 121°C. And even after freezing (-20°C) its inhibitory activity was observed after thawing for 12 weeks. In the evaluation of the anti-listeria effect in cheeses, a reduction of 3 log in the Count of Listeria monocytogenes in 120 hours was observed, in cheeses produced with bacteriocinogenic BAL, while in cheeses produced with non-bacteriocinogenic culture, an increase of 2 logs was observed. in the counts. Edible films produced with the addition of precipitated bacteriocin at concentrations of 50 and 25 mg/ml showed an antimicrobial effect against Listeria monocytogenes ATCC 7644, with halos of 19 mm and 14 mm, respectively. Thus, the two strains studied have technological and biosafety potential, the bacteriocin produced by them showed good results When evaluated regarding its resistance to pH and temperature variations, and the Lactiplantibacillus plantarum strain showed excellent results in the control of Listeria monocytogenes in cheeses, in addition, the edible film produced with the bacteriocin also showed an anti-listeria effect in vitro. This indicates that the strains have the potential to be used in the food industry for the elaboration of dairy products, mainly in the production of cheeses.
Descrição
Palavras-chave
BAL, Bacteriocina, Queijos, Películas comestíveis