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Previous issue date: 2017-02-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A bioconservação é uma das técnicas atuais utilizadas na conservação de alimentos, que se baseia na utilização de micro‐organismos e, ou de seus metabólitos, como por exemplo, bacteriocinas. Nisina é uma bacteriocina produzida por Lactococcus lactis subsp. lactis, usada na conservação de alimentos em mais de 50 países, incluindo o Brasil. Nisina é altamente ativa contra ampla gama de bactérias gram-positivas, mas bactérias gram-negativas, como Shigella, são naturalmente resistentes à sua ação. Esta resistência está relacionada à presença da membrana externa, que atua como barreira impedindo a difusão da bacteriocina até a membrana celular, seu local de ação. O uso de estratégias para desestabilizar a membrana externa, como o ultrassom (US), pode favorecer a ação da nisina contra bactérias gram-negativas. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da nisina associada ao US contra Shigella flexneri 2a em caldo infusão de cérebro e coração (BHI). Foi utilizado o delineamento composto central rotacional (DCCR) e a metodologia de superfície de resposta (MSR) com três variáveis independentes: tempo de sonicação (X 1 : 5 a 20 min), pH (X 2 : 4,0 a 7,0) e concentração de nisina (X 3 : 29,1 μM a 291,1 μM). A diferença entre o logaritmo do número de células viáveis (log UFC/mL) no início e ao final de cada tratamento foi utilizada para construção do modelo preditivo. Análise de variância (ANOVA) e oito condições adicionais foram usadas para validação do modelo. Foi avaliado a sobrevivência de S. flexneri após a sonicação na presença de nisina e estocagem sob refrigeração (7 oC) por 120 h. Para isso, duas condições foram estabelecidas (10 min de US, pH 6,0 e 175 μM de nisina e 20 min de US, pH 4,5 e 175 μM de nisina). O extravasamento de ATP também foi avaliado nestas duas condições. Para comparações dos dados foi utilizado o teste Tukey para verificar a existência de diferenças entre o tratamento combinado (nisina + US) e os grupos controles. O nível de significância adotado foi de 5%. Os resultados indicaram que o US é uma estratégia eficaz para sensibilizar S. flexneri à ação da nisina. A combinação de nisina com US resultou em sinergismo na inativação deste patógeno, sendo que a maior inativação foi observada em baixos valores de pH, concentrações altas de nisina e maior tempo de sonicação, com redução máxima de, aproximadamente, 5 ciclos logarítmicos. O modelo preditivo da combinação (nisina + US) apresentou coeficiente de determinação (R 2 ) de 0,942 e ajustado de 0,916 e o modelo foi validado. A estocagem sob-refrigeração após a sonicação na presença de nisina resultou no declínio da população de S. flexneri ao final do tempo de armazenamento que reduziu de 5,42 para 1,64 ciclo logarítmico em pH 6,0 após tratamento por 10 min de sonicação e 5,69 para 0,80 ciclo logarítmico em pH 4,5 quando tratada por 20 min de sonicação. O tratamento de nisina com US provocou o maior extravasamento de ATP intracelular em ambas as condições testadas. Estes resultados demonstram o potencial uso da nisina combinada ao US como estratégia de sanitização e conservação de alimentos. / Bioconservation is one of the current techniques used in food preservation, which is based on the use of microorganisms and their metabolites such as bacteriocins. Nisin is a bacteriocin produced by Lactococcus lactis subsp. lactis, used as a food preservative in more than 50 countries, including Brazil. Nisin is highly active against a wide range of gram-positive bacteria, but gram-negative bacteria, such as Shigella, are naturally resistant to its action. This resistance is related to the presence of the outer membrane, that acts as barrier preventing the diffusion of the bacteriocin to its site of action. The use of strategies to destabilize the outer membrane, such as ultrasound (US), can favor the action of nisin against gram-negative bacteria. This study aimed to evaluate the effect of nisin associated with US against Shigella flexneri 2a in brain and heart infusion broth (BHI). A Central Composite Rotated Design (CCRD) and response surface methodology (RSM) was performed with three parameters: sonication time (X 1 : 5 to 20 min), pH (X 2 : 4.0 to 7.0) and nisin concentration (X 3 : 29.1 μM to 291.1 μM). The difference among the logarithm of the viable cell number (log CFU/mL) at the beginning of the experiment and at the end of each treatment was used for the construction of predictive model. Analysis of variance (ANOVA) and eight additional conditions were used for model validation. The behavior of S. flexneri after sonication in the presence of nisin and storage on refrigeration (7 oC) for 120 h was evaluated. For this, two conditions were established (10 min of US, pH 6.0 and 175 μM nisin and 20 min of US, pH 4.5 and 175 μM nisin). The leakage of ATP was also evaluated in these two conditions. For comparisons of the data, the teste Tukey was used to verify the existence of differences between the combined treatment (nisin + US) and the control groups. The level of significance was set at 5%. The results indicated that US is an efficient strategy for sensitize S. flexneri to the action of nisin. The combination of nisin with US resulted in synergism in the inactivation of this pathogen being that the higher inactivation observed was low pH, high nisin concentrations and longer sonication time, with a maximum reduction of approximately 5 logarithms cycles. The predictive model of the combination (nisin + US) showed coefficient of determination (R 2 ) of 0.942 and adjusted of 0.916, and the model was validated. Refrigerated storage after sonication in the presence of nisin resulted in the decline of the S. flexneri population at the end of storage time decreasing from 5.42 to 1.64 logarithm cycle at pH 6.0 treated with 10 min of sonication and 5.69 to 0.80 logarithm cycle at pH 4.5 when treated for 20 min sonication. The treatment of nisin with US caused the highest leakage of intracellular ATP, combined with US in both conditions tested. These results demonstrate the potential use of nisin combined to US as strategy for sanitation and food preservation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/21428 |
| Date | 22 February 2017 |
| Creators | Freitas, Leonardo Luiz |
| Contributors | Santos, Míriam Teresinha dos, Vanetti, Maria Cristina Dantas |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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