Atividade antibacteriana de extrato de butiá (Butia odorata Barb. Rodr.): mecanismo de ação, aplicação em sistema alimentar e em biofilme bacteriano

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Maia, Darla Silveira Volcan
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca
Texto Completo: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/4531
Resumo: As bactérias transmitidas por alimentos constituem um perigo à saúde humana. Consequentemente, o interesse por novos antimicrobianos é crescente. Os objetivos deste estudo foram avaliar a atividade antibacteriana do extrato de Butia odorata (EBO), caracterizá-lo quimicamente, e estudar o seu mecanismo de ação contra Staphylococcus aureus e Escherichia coli, utilizados como modelos de bactérias Gram-positiva e Gram-negativa, respectivamente. Além disso, objetivou-se utilizar o EBO em queijo experimentalmente contaminado com E. coli e estudar o efeito do EBO nas células de S. aureus em biofilme. O teste de difusão em ágar demonstrou que todas as cepas testadas, tanto Gram-positivas como Gram-negativas (Listeria monocytogenes, S. aureus, E. coli O157:H7 e Salmonella Typhimurium) foram inibidas (zonas de inibição de 30±2,0 mm, 22±0,8 mm, 16±3,9 mm e 15±3,2 mm, respectivamente). A concentração inibitória mínima (CIM) variou de 4 a 8 mg.mL-1 e a concentração bactericida mínima (CBM), de 16 a 33 mg.mL-1. Quanto à caracterização química, os principais compostos presentes no EBO foram o Z-10- Pentadecenol (80,1%) e o ácido Palmítico (19,4%). Em relação ao mecanismo de ação, o EBO danificou a membrana celular bacteriana de S. aureus e de E. coli, como pode ser visualizado na microscopia eletrônica de varredura (MEV) e na microscopia confocal de varredura a laser (MCVL), resultando em saída de DNA para o ambiente extracelular. A análise de espectrofotometria de fluorescência demonstrou que o EBO causou danos ao DNA de S. aureus e de E. coli. No queijo contaminado experimentalmente com isolado de E. coli, houve uma diferença significativa (p<0,05) entre as amostras controle (2,8 log UFC.cm-2) e as amostras tratadas com a CIM, 2 x CIM, 4 x CIM e 8 x CIM (1,3, 1,4, 1,6 e 0,5 log UFC.cm-2, respectivamente). Em relação ao efeito do EBO nas células do isolado de S. aureus em biofilme, utilizando-se 4 x CIM houve uma diferença significativa (p<0,05) entre o controle e as amostras tratadas em todos os tempos avaliados (15, 30 e 60 min), sendo que com 30 e 60 min de contato houve redução de 99,9% no número de células do biofilme. Com 60 min de contato e adição de 2 x CIM houve um decréscimo de 4,21 log UFC.cm- 2 (99,99%) em relação ao controle, e adicionando a CIM a diferença foi de 1,1 log UFC.cm-2 (90%). O EBO possui atividade antibacteriana contra microorganismos patogênicos veiculados por alimentos, tendo potencial para ser utilizado como alternativa aos conservantes sintéticos. Além disso, este estudo demonstrou que a atividade antibacteriana do EBO contra S. aureus e E. coli, usados como modelos de bactérias Gram-positiva e Gram-negativa, ocorre por duplo mecanismo; causa danos na membrana bacteriana e no DNA genômico. O EBO, consistindo principalmente de Z-10-Pentadecenol e ácido palmítico, apresentou atividade antibacteriana no queijo mussarela fatiado contaminado experimentalmente com E. coli, indicando que pode ser uma alternativa para inibir o desenvolvimento deste micro-organismo nesse tipo de alimento. Além 8 disso, o EBO reduziu o número de células de S. aureus em biofilme, tendo potencial para ser utilizado como sanitizante.
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Os objetivos deste estudo foram avaliar a atividade antibacteriana do extrato de Butia odorata (EBO), caracterizá-lo quimicamente, e estudar o seu mecanismo de ação contra Staphylococcus aureus e Escherichia coli, utilizados como modelos de bactérias Gram-positiva e Gram-negativa, respectivamente. Além disso, objetivou-se utilizar o EBO em queijo experimentalmente contaminado com E. coli e estudar o efeito do EBO nas células de S. aureus em biofilme. O teste de difusão em ágar demonstrou que todas as cepas testadas, tanto Gram-positivas como Gram-negativas (Listeria monocytogenes, S. aureus, E. coli O157:H7 e Salmonella Typhimurium) foram inibidas (zonas de inibição de 30±2,0 mm, 22±0,8 mm, 16±3,9 mm e 15±3,2 mm, respectivamente). A concentração inibitória mínima (CIM) variou de 4 a 8 mg.mL-1 e a concentração bactericida mínima (CBM), de 16 a 33 mg.mL-1. Quanto à caracterização química, os principais compostos presentes no EBO foram o Z-10- Pentadecenol (80,1%) e o ácido Palmítico (19,4%). Em relação ao mecanismo de ação, o EBO danificou a membrana celular bacteriana de S. aureus e de E. coli, como pode ser visualizado na microscopia eletrônica de varredura (MEV) e na microscopia confocal de varredura a laser (MCVL), resultando em saída de DNA para o ambiente extracelular. A análise de espectrofotometria de fluorescência demonstrou que o EBO causou danos ao DNA de S. aureus e de E. coli. No queijo contaminado experimentalmente com isolado de E. coli, houve uma diferença significativa (p<0,05) entre as amostras controle (2,8 log UFC.cm-2) e as amostras tratadas com a CIM, 2 x CIM, 4 x CIM e 8 x CIM (1,3, 1,4, 1,6 e 0,5 log UFC.cm-2, respectivamente). Em relação ao efeito do EBO nas células do isolado de S. aureus em biofilme, utilizando-se 4 x CIM houve uma diferença significativa (p<0,05) entre o controle e as amostras tratadas em todos os tempos avaliados (15, 30 e 60 min), sendo que com 30 e 60 min de contato houve redução de 99,9% no número de células do biofilme. Com 60 min de contato e adição de 2 x CIM houve um decréscimo de 4,21 log UFC.cm- 2 (99,99%) em relação ao controle, e adicionando a CIM a diferença foi de 1,1 log UFC.cm-2 (90%). O EBO possui atividade antibacteriana contra microorganismos patogênicos veiculados por alimentos, tendo potencial para ser utilizado como alternativa aos conservantes sintéticos. Além disso, este estudo demonstrou que a atividade antibacteriana do EBO contra S. aureus e E. coli, usados como modelos de bactérias Gram-positiva e Gram-negativa, ocorre por duplo mecanismo; causa danos na membrana bacteriana e no DNA genômico. O EBO, consistindo principalmente de Z-10-Pentadecenol e ácido palmítico, apresentou atividade antibacteriana no queijo mussarela fatiado contaminado experimentalmente com E. coli, indicando que pode ser uma alternativa para inibir o desenvolvimento deste micro-organismo nesse tipo de alimento. Além 8 disso, o EBO reduziu o número de células de S. aureus em biofilme, tendo potencial para ser utilizado como sanitizante.Foodborne bacteria constitute a danger to human health. As a result, interest in new antimicrobials is increasing. The aim of this study was to evaluate the antibacterial activity of Butia odorata extract (BOE) against selected foodborne pathogens, characterize it chemically, investigate the mechanism of the action in Staphylococcus aureus and Escherichia coli, used as Gram-positive and Gram-negative bacterial models, as well as apply the BOE in sliced mozzarella cheese contaminated experimentally with E. coli and study the effect of BOE on S. aureus cells in biofilm. According to agar disc diffusion test all bacterial strains tested, both Gram-positive and Gram-negative bacteria (Listeria monocytogenes, S. aureus, E. coli O157:H7 and Salmonella Typhimurium) are susceptible to the BOE (inhibition zone of 30±2.0 mm, 22±0.8 mm, 16±3.9 mm and 15±3.2 mm, respectively). The minimum inhibitory concentration (MIC) varied of 4 to 8 mg.mL-1 and minimum bactericidal concentration (MBC) of 16 to 33 mg.mL-1. Regarding to chemical characterize, the major compounds present in the extract were Z-10-Pentadecenol (80.1 %) and Palmitic acid (19.4 %). In relation to the mechanism of action, BOE caused cell membrane damage, which can be viewed in scanning electron microscopy (SEM) and confocal laser scanning microscopy (CLSM), resulting in release of DNA to the extracellular environment. The fluorescence spectrophotometry analysis showed that BOE caused S. aureus and E. coli DNA damage. In cheese contaminated experimentally with E. coli isolate, there was significant difference (p<0.05) between control (2.8 log CFU.cm-2) and treated samples with MIC, 2 x MIC, 4 x MIC and 8 x MIC (1.3, 1.4, 1.6 and 0.5 log CFU.cm-2, respectively). Regarding the effect of EBO on S. aureus isolate cells in biofilm, when 4 x MIC was used, there was a significant difference (p<0.05) between control and treated samples at all evaluated times (15, 30 and 60 min), and at 30 and 60 min there was a reduction of 99.9% in the number of biofilm cells. At 60 min of contact and addition of 2 x MIC there was a decrease of 4.21 log CFU.cm-2 (99.99%) in relation to the control, and with addition of MIC value the difference was 1.1 log CFU.cm-2. BOE showed antibacterial activity against foodborne microorganisms, having potential to be used as alternative to synthetic preservatives. In addition, this study demonstrated that the mechanism of action of BOE against S. aureus and E. coli, used as models of Gram-positive and Gram-negative bacteria, occurs by dual mechanism, causing damage in the bacterial membrane and in the genomic DNA. BOE, consisting mainly of Z-10- Pentadecenol and Palmitic acid, showed antibacterial activity in sliced mozzarella cheese contaminated experimentally with E. coli, indicating that it can be an alternative for inhibit the growth of this microorganism in sliced cheese. In addition, BOE reduced the number of S. aureus biofilm cells, having the potential to be used as a sanitizer.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de AlimentosUFPelBrasilFaculdade de Agronomia Eliseu MacielCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIAConservante alimentícioDNAIntegridade da membranaPlantaSanitizanteFood preservativeMembrane integrityPlantSanitizerAtividade antibacteriana de extrato de butiá (Butia odorata Barb. Rodr.): mecanismo de ação, aplicação em sistema alimentar e em biofilme bacterianoAntibacterial activity of butiá (Butia odorata Barb. Rodr.) extract: mechanism of the action, application in food system and on bacterial biofilminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELTEXTtese pdf (2).pdf.txttese pdf (2).pdf.txtExtracted texttext/plain178217http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/4531/3/tese%20pdf%20%282%29.pdf.txt873e3aace718a04c6505249c4868acf8MD53open accessTHUMBNAILtese pdf (2).pdf.jpgtese pdf (2).pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1344http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/4531/4/tese%20pdf%20%282%29.pdf.jpg6e6cdb6a5489d0225c983af7fc88b808MD54open accessORIGINALtese pdf (2).pdftese pdf (2).pdfapplication/pdf2728315http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/4531/1/tese%20pdf%20%282%29.pdf61931274d8429ee80216c8ecfd21f64eMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-867http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/4531/2/license.txtfbd6c74465857056e3ca572d7586661bMD52open accessprefix/45312023-07-13 05:13:49.817open accessoai:guaiaca.ufpel.edu.br:prefix/4531VG9kb3Mgb3MgaXRlbnMgZGVzc2EgY29tdW5pZGFkZSBzZWd1ZW0gYSBsaWNlbsOnYSBDcmVhdGl2ZSBDb21tb25zLg==Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufpel.edu.br/oai/requestrippel@ufpel.edu.br || repositorio@ufpel.edu.br || aline.batista@ufpel.edu.bropendoar:2023-07-13T08:13:49Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca - Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)false
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