Na natureza, os microorganismos podem apresentar forma de vida planctônica ou podem estar aderidos a superfícies formando comunidades conhecidas como biofilmes. A formação de biofilmes na indústria alimentícia é uma constante preocupação visto que os microorganismos aderidos podem causar contaminações persistentes, levando a deterioração do alimento e a transmissão de doenças. Uma alternativa para evitar a adesão bacteriana e a formação de biofilmes é o pré-condicionamento de superfícies com biosurfatantes, que são compostos tensoativos de origem microbiana capazes de alterar as propriedades físico-químicas e conseqüentemente modificar as interações entre a bactéria e a superfície. Os biosurfatantes, surfactina obtida de Bacillus subtilis e ramnolipídeo de Pseudomonas aeruginosa, foram testados quanto a capacidade de evitar a adesão e remover biofilmes de bactérias patogênicas de interesse alimentar. Foram avaliadas culturas individuais e mistas de Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, e Salmonella Enteritidis utilizando-se como modelo superfícies de poliestireno. O pré-condicionamento da superfície com surfactina na concentração de 0,25% reduziu a adesão de Salmonella Enteritidis e Listeria monocytogenes em 42%, enquanto que o tratamento com ramnolipídeo a 1% reduziu a adesão de Listeria monocytogenes e Staphylococcus aureus ao poliestireno em 57,8% e 67,8% respectivamente. O condicionamento com os biosurfatantes não se mostrou eficiente na redução da adesão das culturas mistas das bactérias se comparado aos resultados obtidos para as culturas individuais. O poliestireno condicionado com os biosurfatantes apresentou redução na hidrofobicidade devido ao caráter aniônico destas moléculas. A repulsão eletrostática e a redução das interações hidrofóbicas promovidas pelo condicionamento do poliestireno com ramnolipídeo foram fatores determinantes na atividade antiadesiva observada para L. monocytogenes e S. aureus, entretanto os resultados obtidos para a superfície tratada com surfactina sugerem que outros parâmetros influenciaram nos resultados observados. Após 2 h de contato a surfactina na concentração de 0,1% promoveu a remoção de 63,7% do biofilme de S. aureus, 95,9% do biofilme de L. monocytogenes, 35,5% do biofilme de S. Enteritidis e 58,5% do biofilme da cultura mista das três bactérias. Já o ramnolipídeo na concentração de 0,25% removeu 58,5% do biofilme de S. aureus, 26,5% do biofilme de L. monocytogenes, 23,0 % do biofilme de S. Enteritidis e 24% do biofilme da cultura mista após 2 h contato. De modo geral, o aumento do tempo de contato e da concentração dos biosurfatantes reduziu a remoção dos biofilmes. A surfactina e o ramnolipídeo demonstraram potencial para uso como agentes anti-adesivos assim como para a remoção de biofilmes de bactérias patogênicas de importância alimentar. / In nature, microrganisms can live as planktonic cells or can be found living in communities attached in surfaces forming biofilms. Biofilm represents a great concern for food industry, since it can be a source of persistent contamination that can lead to food spoilage and the transmission of diseases. To avoid the adhesion of bacteria and the formation of biofilms, an alternative is the pre-conditioning of surfaces using biosurfactants that are microbial compounds that can modify the physico-chemical properties of the surfaces changing bacterial interactions and consequently adhesion. The biosurfactants, surfactin obtained from Bacillus subtilis and rhamnolipids from Pseudomonas aeruginosa, were evaluated as agents to avoid the adhesion and to disrupt biofilms of food-borne pathogenic bacteria. Individual cultures and mixed cultures of Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes e Salmonella Enteritidis were studied using polystyrene as the model surface. The pre-conditioning with surfactin 0,25% reduces in 42,0% the adhesion of L. monocytogenes and S. Enteritidis, whereas the treatment using rhamnolipids 1,0% reduced in 57,8% the adhesion of L. monocytogenes and in 67,8% the adhesion of S. aureus to polystyrene. The conditioning of surface with biosurfactants was less effective to avoid adhesion of mixed cultures of the bacteria when compared with the results obtained for individual cultures. The polystyrene surface conditioned with the biosurfactants showed a reduction in the hydrophobicity due to the anionic character of the molecules. The electrostatic repulsion and the reduction on hydrophobic interactions promoted by the conditioning of surface with rhamnolipids were determinant factors to explain the anti-adhesive activity observed for L. monocytogenes and S. aureus, however, the data obtained with surfactin suggest that other parameters have influenced the results observed. After 2 h contact with surfactin at 0,1% concentration, the pre-formed biofilms of S. aureus were reduced by 63,7%, L. monocytogenes biofilms were reduce by 95,9% , S. Enteritidis biofilms by 35,5% and the mixed culture biofilm by 58,5%. The rhamnolipids at 0,25% concentration removed 58,5% of biofilm of S. aureus, 26,5% of the biofilm of L. monocytogenes, 23,0% the biofilm of S. Enteritidis and 24,0% the biofilm of the mixed culture after 2 h of contact. In general, the increase in concentration of biosurfactants and in the time of contact decreases the biofilm remove percentage. These results demonstrate that surfactin and rhamnolipids present potential to be used as agents to control the attachment and to disrupt biofilms of food-borne pathogens.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-18102011-164110 |
| Date | 12 August 2011 |
| Creators | Milene Zezzi do Valle Gomes |
| Contributors | Marcia Nitschke, Andrei Leitão |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Química Analítica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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