Evaluación de la eficiencia de recubrimientos antimicrobianos adicionados con bacteriocinas en la conservación de un producto cárnico - Fernández Soto, Rosalía Ruth (Universidad Autónoma Metropolitana, 2015)
The food packaging technology is constantly evolving in response to changes that exist in modern society, these changes focus to consumer tastes, increasing the life of food, food safety and healthy food, the objective of this study was to evaluate the effect of an antimicrobial coating based on whey protein isolated added with bacteriocins quality frankfurters during storage. In the first stage extraction bacteriocins was performed and it was analyzed for inhibitory activity thereof, in the second stage the combination of bacteriocins "in vitro" with Listeria innocua, Brochothrix thermosphacta and Weissella viridescens assessed also was standardized technique for the preparation of the coating, to thus evaluate its effect with three organisms under study. In the third stage the antimicrobial coating was applied to frankfurters inoculated with 105 CFU/mL of three sensitive microorganisms, it were evaluated physicochemical and microbiologically for 40 days. Inhibitory activity was determined pediocin 133 being 1956 AU/mL which was evaluated with the susceptible organisms, obtaining Listeria innocua showed greater sensitivity that Brochothrix thermosphacta finally the microorganism Weissella viridescens showed more resistance to pediocin. The inhibitory activity of enterocin 29 was 266 AU/mL 86% lower than pediocin, in this case Weissella viridescens showed greater sensitivity to enterocin, when it was at higher activities, while that Listeria innocua and Brochothrix thermosphacta were showed the same inhibition To evaluate the combination of different concentrations of pediocin 133 and enterocin 29 in vitro there was a significant reduction of the development of the three sensitive microorganisms, by analyzing the fractional area (fa), enterocin-pediocin treatment with combinations (E/P) 500-2000 y1000-2000 AU/mL had a synergistic effect with a fa of 0.04 and 0.03 respectivity, while for Brochothrix thermosphacta, no synergistic effect was found by combining the two bacteriocins, only if applied individually, Weissella viridescens was found no synergistic effect, because this microorganism was inhibited all treatments. To evaluate the antimicrobial activity of coating made with an 80:20 of protein isolate whey (WPI) and mixture bacteriocins at pH 6, best results were found higher concentrations, eventually became a selection of the best combinations to implement in the final stage. Was conducted storing frankfurters treated with the antimicrobial coating. The pH determination showed a decline throughout the storage, probably attributable to the presence of BAL. Lipidic oxidation was a maximum at day 5 for control MDA 1.45 mg/ kg product and for 3 treatments with the highest value with individual pediocin MDA 0.87 mg/kg product, the treatment with combination of bacteriocins was a value MDA 0.7 mg/kg product. In the microbiological analysis Listeria innocua reached a one log cycle decrease relative to the control, a synergistic effect coating with the combination of the two bacteriocins except at day 40, where the effect was additive. With Brochothrix thermosphacta in the first 5 days no treatment effect on all combinations, then increased sensitivity of this microorganism was observed during the storage, relative to Listeria innocua, especially in coating with the combination of the two bacteriocins remaining 1.5 log cycle less than the control. With Weissella viridescens, the treatment with two bacteriocins, showed a synergistic effect on 12 and 26 day obtaining values of 1.5 log cycle less than the control, while for the day 40 there was an additive effect of 3 treatments. In the microbiological analysis of the lactic acid bacteria was observed that treatment with both bacteriocins 0.5 log cycles was maintained unless the control during storage except at day 40 where 1.5 log cycles unless the control. To study microbial diversity, first DNA extraction from samples frankfurters treated with the antimicrobial coating and control, on days 1, 19 and 40, after quantify DNA extracted, proceeded to amplify the same, PCR products were performed by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), after cutting band, purification and subsequent amplification of DNA fragments proceeded to sequencing, the obtained sequences were searched in BLAST from GenBank were used to find the closest known relatives to the partial 16S rDNA sequences, microorganisms with higher identity: Lactobacillus sakei; Carnobacterium maltaromaticum and Lactobacillus curvatus 28 LMA according to the DGGE gel, Lactobacillus sakei is in all treatments throughout the storage, Lactobacillus curvatus is in all treatments at Day 1 and Carnobacterium maltaromaticum was found on day 1 in individual enterocin treatment and on day 40 in the pediocin- enterocin treatment and control. It is concluded that the frankfurters inoculated with Listeria innocua and Brochrothrix thermosphacta, with antimicrobial coating with combination E/P 2000/2000 AU/mL, kept physicochemical and microbiological quality for 26 days, especially ensuring inhibition of Listeria innocua.; La tecnología del empacado de alimentos se encuentra en continuo desarrollo en respuesta a los cambios que existen en la sociedad moderna, estos cambios se enfocan al gusto del consumidor, el aumento de la vida útil del alimento, seguridad alimentaria y alimentos saludables, el objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de un recubrimiento antimicrobiano elaborado con proteína de suero de leche adicionado con bacteriocinas en la calidad de salchichas tipo viena durante su almacenamiento. En la primera etapa se realizó la extracción de las bacteriocinas y se le determinó la actividad inhibitoria de las mismas, en la segunda etapa se evaluó la combinación de las bacteriocinas “in vitro” con Listeria innocua, Brochothrix thermosphacta y Weissella viridescens, además se estandarizó la técnica para la elaboración del recubrimiento y las películas, para poder así, evaluar su efecto con los tres microorganismos en estudio. En la tercera etapa se aplicó el recubrimiento antimicrobinano a salchichas tipo viena inoculadas con una carga microbiana de 105 UFC/mL de los tres microorganismos sensibles, evaluando fisicoquímica y microbiológicamente por 40 días. Se determinó la actividad inhibitoria de la pediocina 133 siendo 1956 UA/mL la cual se evaluó con los microorganismos sensibles, obteniendo que Listeria innocua mostró más sensibilidad seguido de Brochothrix thermosphacta por ultimo Weissella viridescens fue el microorganismo que mostró más resistencia a la pediocina. La actividad inhibitoria de la enterocina 29 fue de 266 UA/mL 86% menor que la pediocina, en este caso Weissella viridescens mostró mayor sensibilidad a la enterocina en las actividades más altas, mientras que la inhibición de Brochothrix thermosphacta y Listeria innocua, fue muy similar. Al evaluar la combinación de diferentes concentraciones de pediocina 133 con la enterocina 29 in vitro hubo una reducción significativa del desarrollo de los tres microorganisos sensibles, mediante el análisis del área fraccional (fa), el tratamiento enterocina-pediocina (E/P) con combinaciones 500-2000 y1000–2000 UA/mL tuvo un efecto sinérgico con una fa de 0.04 y 0.03, mientras que para Brochothrix thermosphacta, no se encontró efecto sinérgico al combinar ambas bacteriocinas, solo si se aplican individualmente, con Weissella viridescens no se encontró efecto sinérgico debido a que este microorganismo fue inhibido en todos los tratamientos. Al evaluar la actividad antimicrobiana de las películas elaboradas con una relación 80:20 de aislado de proteína de suero de leche APSL y mezcla de bacteriocinas a pH de 6, se encontraron mejores resultados a concentraciones más altas, finalmente se hizo una selección de las mejores combinaciones para aplicar en la última etapa. Se llevó a cabo el almacenamiento de salchichas tratadas con el recubrimiento antimicrobiano, La determinación de pH presentó un descenso durante todo el almacenamiento, atribuido probablemente a la presencia de BAL. En la determinación de la oxidación lipídica, se obtuvo un máximo el día 5 tanto para el control con 1.45 mg MDA/kg de producto como para los 3 tratamientos con el valor más alto con la pediocina individual de 0.87 mg MDA/kg de producto mientras que para el recubrimiento con la combinación de bacteriocinas el valor fue de 0.7 mg MDA/kg de producto. En el análisis microbiológico Listeria innocua alcanzó una disminución de un ciclo logarítmico con respecto al control, notando un efecto sinérgico con el recubrimiento con la combinación de las dos bacteriocinas excepto en el día 40 donde el efecto fue aditivo. Con Brochothrix thermosphacta en los primeros 5 días no hubo efecto de tratamiento en todas las combinaciones, posteriormente se observó mayor sensibilidad de este microorganismo durante todo el almacenamiento, con respecto a Listeria innocua, en especial en el recubrimiento con la combinación de las dos bacteriocinas manteniéndose 1.5 ciclos logarítmicos menos que el control. Con lo que respecta a Weissella viridescens el recubrimiento antimicrobiano con la combinación de las dos bacteriocinas, mostró un efecto sinérgico los días 12 y 26 obteniendo valores de 1.5 ciclos logarítmicos menos que el control, mientras que para el día 40 hubo un efecto aditivo de los 3 tratamientos. En el análisis microbiológico de las bacterias acido lácticas se observó que el tratamiento con el recubrimiento antimicrobiano con las dos bacteriocinas se mantuvo 0.5 ciclos logarítmicos menos que el control durante el almacenamiento excepto en el día 40 donde se mantuvo 1.5 ciclos logaritmos menos que el control. Para estudiar la microbiota presente primero se extrajo el ADN de las muestras de salchichas tratadas con el recubrimiento los días 1, 19 y 40 y el control, después de cuantificar el ADN, se procedió a amplificar el mismo, a los productos de PCR, se les realizó una corrida electroforética, en gel con gradiente desnaturalizante DGGE, las bandas de interés fueron cortadas, se purifico el ADN y se reamplificó, se procedió a secuenciar, las secuencias obtenidas se compararon con la base de datos BLAST encontrando los microorganismos con mayor % de similitud : Lactobacillus sakei; Carnobacterium maltaromaticum LMA 28 y Lactobacillus curvatus, de acuerdo con el gel de DGGE, Lactobacillus sakei se encuentra en todos los tratamientos durante todo el almacenamiento, Lactobacillus curvatus se encuentra en todos los tratamientos del día 1 y Carnobacterium maltaromaticum se encontró en el día 1 en el tratamiento enterocina individual y en el día 40 en el tratamiento con pediocina-enterocina y en el control. Se concluye que las salchichas inoculadas con los microorganismos Listeria innocua y Brochrothrix thermosphacta, tratadas con el recubrimiento antimicrobiano adicionado con la combinación E/P 2000/2000 UA/mL, mantuvieron la calidad fisicoquímica y microbiológica por 26 días, asegurando la inhibición en especial de Listeria innocua.