Pesquisa
Sinergismo de óleos essenciais com os aditivos alimentares para controle de bactérias patogênicas em alimentos
Doutorado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Lidaiane Mariah Silva dos Santos Franciscato
Orientador: Suelen Pereira Ruiz Herrig
Defendido em: 29/02/2024
Resumo
Os conservantes antimicrobianos se tornaram essenciais para indústrias alimentícias, proporcionando a segurança dos alimentos. No entanto, o consumo excessivo tem sido associado a prejuízos à saúde. Existe a necessidade de substituição total ou parcial dos aditivos sintéticos por substâncias naturais, e os óleos essenciais obtidos de plantas, merecem destaque como alternativa, porque são utilizados na medicina e na conservação de alimentos, devido às propriedades biológicas como atividades antioxidante e antimicrobiana. A combinação de OE e aditivos sintéticos aplicados em alimentos está se tornando uma alternativa promissora para redução do uso de conservantes sintéticos. Foram elaborados quatro capítulos: Capítulo I teve como objetivo realizar uma revisão bibliográfica sobre o uso de OE como antimicrobiano, e sua aplicações em alimentos para substituição total ou parcial dos antimicrobianos tradicionais. Neste artigo, foi revisado a importância do uso de antimicrobianos na indústria de alimentos, doenças transmitidas por alimentos (DTAs), óleo essencial (OE) (composição e mecanismo de ação), aplicação de OE em alimentos através da técnica de sinergismo e perspectivas futuras. O Capítulo II teve como objetivo analisar a composição química e a atividade antibacteriana do OE de Petroseliniun crispum de cultivo orgânico. O OE foi extraído por hidrodestilação, a composição química analisada por cromatografia gasosa-espectrometria de massa (CG-MS), e a atividade antibacteriana foi avaliada contra cinco patógenos bacterianos pelo método de microdiluição em caldo (MIC). O rendimento de óleo essencial foi de 0,02%, e o composto majoritário foi apiol (61,94%). A concentração inibitória mínima (CIM) do óleo essencial variou de 1,70 a 10,00 mg/mL, com as melhores atividades contra Staphylococcus epidermidis e Staphylococcus aureus. O capítulo III teve como objetivo determinar a composição química e avaliar a atividade antibacteriana e efeito sinérgico do OE de P. crispum (OEP. crispum) e nitrito de sódio em linguiça frescal frente a bactéria patogênicas causadoras de DTAs. O OEP. crispum foi obtido comercialmente, e a composição química e a atividade antibacteriana foram avaliadas como no Capítulo II. Sinergismo entre o OEP. crispum e o nitrito de sódio foi testado pelo método de checkerboard. Realizou-se aplicação do OEP. crispum e nitriro de sódio em linguiça frescal contra Staphylococcus aureus ATCC 25493. As substâncias químicas β-pineno (15,60%) e miristicina (15,31%) foram os compostos majoritários. Os valores de CIM para o OE de P. crispum variaram de 2,50 a 10,00 mg/mL. Foi encontrado efeito sinérgico contra: Escherichia coli em concentrações combinada de 1,25 mg/mL de OEP. crispum e 0,078 mg/mL nitrito de sódio; Staphylococcus aureus em concentrações combinada de 0,312 mg/mL de OEP. crispum e 0,078 mg/mL de nitrito de sódio. No estudo de vida útil, houve redução de aproximadamente 0,7 log UFC/g para as linguiças frescas com tranamento de sinergismo (OEP. crispum e o nitrito de sódio) quando comparado a amostra controle, no prazo de 14 dias de validade. Na análise sensorial, a linguiça frescal com tratamento de sinergismo obteve baixo índice de aceitabilidade (55,2%). Capítulo IV teve como objetivo avaliar a composição química do OE de frutos de G. integrifolia, testar a atividade antioxidante, atividade antimicrobiana e efeito sinérgico com sorbato de potássio. A extração do OE, a caracterização química, a atividade antimicrobiana e sinergismo (OEG. integrifolia e sorbato de potássio) foram iguais aos capítulos anteriores. A atividade antioxidante foi avaliada pelos métodos de sequestro do radical DPPH(•2,2-difenil-1-picril-hidrazil), co-oxidação do β-caroteno/ácido linoleico, redução férrica e determinação de compostos fenólicos totais. A atividade antibacteriana in situ foi avaliado em purê de tomate contamidado com S.aureus ATCC 25943. O rendimento do óleo essencial extraído de frutos de G. integrifolia foi de 0,18%. O composto majoritário foi 2,8-ditianonano (63,68%). Os valores médios de CIM para o óleo essencial variaram de 0,078 a 1,25 mg/mL. Foi encontrado efeito sinérgico contra S.aureus em concentrações de 0,078 mg/mL de OEG. integrifolia e 1,56 mg/kg de sorbato de potássio. No estudo de vida de útil, as amostras de purê de tomate adicionados de OE G. integrifolia e tratamento de sinergismo (OE G. integrifolia + sorbato de potássio) inibiram completamente o crescimento bacteriano de S.aureus no sétimo dia de armazenamento. O teor de fenóis totais no OE foi de 2,11 ± 0,04 µg de EAG.mg-1 de amostra. Concluímos, a partir dos resultados encontrados no presente estudo, que a combinação de OE e conservantes sintéticos pode ser considerada uma alternativa promissora para redução de aditivos sintéticos nos alimentos.
Palavras-chave
Petroselinum crispum. Gallesia integrifolia. Microdiluição em caldo.
Title
Synergism of essential oils with food additives to control pathogenic bacteria in food
Abstract
Antimicrobial preservatives have become essential for food industries, providing food safety. However, excessive consumption has been associated with health problems. There is a need for total or partial replacement of synthetic additives with natural substances, and essential oils obtained from plants deserve to be highlighted as an alternative because they are used in medicine and food preservation due to their biological properties such as antioxidant and antimicrobial activities. The combination of EO and synthetic additives applied to foods is becoming a promising alternative for reducing the use of synthetic preservatives. Four chapters were prepared: Chapter I aimed to carry out a bibliographical review on the use of EO as an antimicrobial, and its applications in food for total or partial replacement of traditional antimicrobials. In this article, the importance of the use of antimicrobials in the food industry, foodborne diseases (DTAs), essential oil (composition and mechanism of action), application of essential oil in foods through the synergism technique and future perspectives were reviewed. Chapter II aimed to analyze the chemical composition and antibacterial activity of Petroselinum crispum EO from organic cultivation. The EO was extracted by hydrodistillation, the chemical composition by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), and the antibacterial activity was evaluated against five bacterial pathogens by the broth microdilution (MC) method. The essential oil yield was 0.02%, the majority compound was apiol (61.94%). The minimum inhibitory concentration (MIC) of the essential oil ranged from 1.70 to 10.00 mg/mL, with the best activities against Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus. Chapter III aimed to determine the chemical composition and evaluate the antibacterial activity and synergistic effect of EOP. crispum and sodium nitrite in fresh sausage against pathogenic bacteria that cause DTAs. The EOP. crispum was obtained commercially, chemical composition and antibacterial activity were evaluated as in Chapter II. Synergism between the EOP. crispum and sodium nitrite were tested using the checkerboard method. The EOP. crispum was and sodium nitrite applied in barbecue sausage against Staphylococcus aureus ATCC 25493. The chemicals β-pinene (15.60%) and myristicin (15.31%) were the major compounds. The MIC values for EOP. crispum ranged from 2.50 to 10.00 mg/mL. A synergistic effect was found against: Escherichia coli at concentrations of 1.25 mg/mL of EOP. crispum and 0.078 mg/mL sodium nitrite; Staphylococcus aureus at concentrations of 0.312 mg/mL of EOP. crispum and 0.078 mg/mL of sodium nitrite. In the shelf life study, there was a reduction of approximately 0.7 log CFU/g for barbecue sausages with synergistic processing (EOP. crispum and sodium nitrite) when compared to the control sample, within 14 days of validity. In the sensory analysis, the barbecue sausage with synergism treatment had a low acceptability index. Chapter IV aimed to evaluate the chemical composition of the EO from Galessia integrifolia fruits, test the antioxidant activity, antimicrobial activity and synergistic effect with potassium sorbate. EO extraction, chemical characterization, antimicrobial activity and synergism (EOG. integrifolia and potassium sorbate) were the same as in previous chapters. The antioxidant activity was evaluated by the methods of DPPH(•2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) radical scavenging, β-carotene/linoleic acid co-oxidation, ferric reduction and determination of total phenolic compounds. The in situ antibacterial activity was evaluated in tomato puree contaminated with S.aureus ATCC 25943. The yield of essential oil extracted from G. integrifolia fruits was 0.18%. The major compound was 2,8-dithianonan (63.68%). The average MIC values for the essential oil ranged from 0.078 to 1.25 mg/mL. A synergistic effect was found against S.aureus at concentrations of 0.078 mg/mL of EOG. integrifolia and 1.56 mg/kg of potassium sorbate. In the shelf study, tomato puree samples added with EOG. integrifolia and synergism treatment (EOG. integrifolia + potassium sorbate) completely inhibited the bacterial growth of S.aureus on the seventh day of storage. The total phenol content in the EO was 2.11 ± 0.04 µg of EAG/mg of sample. We conclude, based on the results found in the present study, that the combination of EO and synthetic preservatives can be considered a promising alternative for reducing synthetic additives in foods.
Keywords
Petroselinum crispum. Gallesia integrifolia. Microdilution in broth.