Combinatorial effects of bovicin HC5 and epsilon-polylysine against Alicyclobacillus acidoterrestris in orange juice

• Autor(a) principal: Iduu, Nneka Vivian
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/31457; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.715
• topic: Alicyclobacillus acidoterrestris; Peptídeos antimicrobianos; Suco de frutas - Conservação; Microbiologia Agrícola

Alicyclobacillus acidoterrestris é uma bactéria termoacidofílica formadora de esporos que pode sobreviver aos procedimentos de pasteurização e causar deterioração de sucos de frutas e bebidas ácidas na indústria alimentícia. Peptídeos antimicrobianos (AMPs) são considerados uma estratégia alternativa para controlar o crescimento desse microrganismo deteriorante em bebidas ácidas. Os AMPs podem ser usados sozinhos ou em combinação com outros antimicrobianos para aumentar a vida útil dos alimentos. Neste estudo, o efeito antibacteriano de bovicina HC5 e ɛ-polilisina foi avaliado individualmente e em combinação contra células vegetativas e endósporos germinados de A. acidoterrestris DSMZ 2498 cultivados em caldo AAM e suco de laranja. Uma diminuição significativa (P < 0,05) no crescimento microbiano e na taxa de crescimento específico e um aumento na fase lag (P < 0,05) de células vegetativas e endosporos germinados de A. acidoterrestris DSMZ 2498 foram observados com a adição de concentrações crescentes de ambos peptídeos antimicrobianos em caldo AAM. Ambos os AMPs exibiram forte inibição da bactéria alvo com uma concentração inibitória mínima (CIM) de 2,50 e 5,00 µg/mL de bovicina HC5, e 7,81 e 7,81 µg/mL de ɛ-polilisina contra células vegetativas e endosporos germinados de A. acidoterrestris DSMZ 2498, respectivamente. Estudos posteriores mostraram que a bovicina HC5 possuía propriedades bactericidas com uma concentração bactericida mínima (MBC) de 5,00 µg/mL contra células vegetativas e endosporos germinados de A. acidoterrestris DSMZ 2498. A atividade antibacteriana de ambos os AMPs em combinação foi avaliada usando o ensaio checkerboard. Um índice de concentração inibitória fracionada (FIC) de 1 foi obtido contra as células vegetativas e endósporos germinados de A. acidoterrestris DSMZ 2498 indicando um efeito aditivo entre os dois AMPs. Os AMPs isoladamente e em combinação reduziram (P < 0,05) a viabilidade de endósporos germinados de A. acidoterrestris DSMZ 2498 inoculados (106 UFC/mL) em suco de laranja concentrado (11 oBx). No entanto, o efeito antimicrobiano foi mais pronunciado com bovicina HC5 como células viáveis e endosporos germinados reduzidos abaixo do limite de detecção após 36 h de tratamento. O tempo de exposição necessário para matar 90 % da população microbiana inicial a 95 oC (D95 oC) foi usado para avaliar o efeito dos AMPs na redução térmica de endósporos de A. acidoterrestris DSMZ 2498. Foram avaliadas as concentrações de 80, 160 µg/mL de bovicina HC5, 125 e 250 µg/mL de ɛ-polilisina e suas combinações, respectivamente. Esporos viáveis foram avaliados por alíquotas espalhadas em diferentes intervalos de tempo em meio AAM (pH 4). Os resultados mostraram que o valor D médio sem AMPs foi de 7,68 min a 95 oC. Com a adição de ɛ-polilisina no suco, nenhuma diferença significativa foi observada (P > 0,05), enquanto o tratamento com bovicina HC5 reduziu o valor D (P < 0,05) em relação ao controle. Este efeito foi observado com bovicina HC5 sozinha e em combinação com ɛ-polilisina com uma redução do valor D de 71,48 % e 68,36 %, respectivamente. Adicionalmente, o efeito dos AMPs na morfologia e estrutura celular de A. acidoterrestris DSMZ 2498 foi avaliado por microscopia de força atômica (AFM). As imagens topográficas AFM e as imagens transversais revelaram mudanças estruturais na morfologia celular de células vegetativas após um tratamento de 24 h com 1X e 2X MIC dos AMPs sozinhos e em combinação. Os resultados deste estudo revelaram a aplicação potencial de bovicina HC5 e ɛ-polilisina como conservantes naturais em tecnologias de barreira para controlar A. acidoterrestris e melhorar a estabilidade microbiológica e a segurança dos sucos de frutas. Palavras-chave: Peptídeos antimicrobianos. Suco de laranja. Alicyclobacillus acidoterrestris. Termoacidofílico. Deterioração. Preservação de suco de frutas