Arquivos Bacteriocinas - Food Safety Brazil

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A dupla face das bactérias Acinetobacter nos alimentos

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Geralmente associadas a infecções hospitalares e presentes em ambientes de assistência à saúde, algumas espécies de Acinetobacter têm chamado a atenção pela sua presença em outro domínio: a área de alimentos. Embora historicamente negligenciadas no contexto dos patógenos alimentares clássicos, as investigações recentes debatem a importância da presença de Acinetobacter spp. em alimentos tanto para a saúde como para a indústria de alimentos.

Estudos atuais revelaram a sua prevalência em diversas fontes alimentares, desde produtos frescos a alimentos processados. Além disso, o frequente isolamento de estirpes de Acinetobacter multirresistentes e produtoras de biofilme levanta preocupações sobre sua atuação como reservatório de genes de resistência a antibióticos na cadeia alimentar.

O impacto de Acinetobacter na segurança de alimentos, no entanto, permaneceu relativamente inexplorado por décadas, até que foi verificado que esse micro-organismo pode ser capaz de atuar tanto como um potencial patógeno alimentar, apresentando diversos fatores de virulência, quanto como um produtor de substâncias antimicrobianas, inibindo outras bactérias (Figura 1). Esse lado pouco conhecido e controverso poderia desempenhar, no futuro, um papel na preservação e na segurança de alimentos.

Figura 1 O “jogo duplo” de Acinetobacter em alimentos

Substâncias antimicrobianas (SAM) são compostos com a capacidade inata de inibir o crescimento de outros micro-organismos. As bacteriocinas formam um subconjunto de substâncias antimicrobianas, composto por proteínas ou peptídeos sintetizados via ribossomos e com atividade antimicrobiana. Diferentes bactérias inócuas (como Lactococcus lactis) ou potencialmente patogênicas (como Staphylococcus aureus) são potenciais produtoras de bacteriocinas. Algumas espécies de Acinetobacter, conhecidas pela sua versatilidade e capacidade de adaptação, também desenvolveram mecanismos para produzir SAM, que podem ter um potencial de aplicação na indústria de alimentos.

Diferentes SAM produzidas por Acinetobacter spp. já foram descritas e exibiram um espectro de ação notável, com atividade inibitória contra vários patógenos de origem alimentar, tais como Listeria monocytogenes, Salmonella spp. e Escherichia coli, podendo torná-las, portanto, promissoras armas na luta contra doenças de transmissão hídrica e alimentar.

No entanto, a utilização de substâncias antimicrobianas na indústria de alimentos apresenta inúmeros desafios e um longo caminho a percorrer. Preocupações relacionadas à segurança (visto que Acinetobacter é uma bactéria patogênica), à conformidade regulatória e à aceitação pelos consumidores são considerações fundamentais que devem ser abordadas por meio de pesquisas rigorosas. Além disso, os esforços para otimizar os processos de produção, aumentar a estabilidade e mitigar potenciais efeitos colaterais seriam essenciais para desbloquear todo o potencial destes agentes antimicrobianos naturais.

Em uma época em que os consumidores exigem cada vez mais alimentos minimamente processados, com prazo de validade prolongado e sem aditivos químicos, compostos naturais oferecem uma alternativa sustentável e eficaz. A incorporação de substâncias antimicrobianas, como as produzidas por Acinetobacter spp., em sua forma purificada, em materiais de embalagem de alimentos, revestimentos ou diretamente em produtos alimentícios poderia prevenir a deterioração microbiana, aumentar a segurança e prolongar a vida útil, reduzindo assim o desperdício de alimentos e garantindo uma maior satisfação do consumidor.

Até o momento, poucas bacteriocinas são aprovadas e comercializadas para uso em alimentos, como por exemplo, a nisina e a pediocina PA-1. Porém, com mais pesquisas, inovação, investimentos e colaboração entre o meio acadêmico, a indústria e as agências reguladoras, estes compostos naturais produzidos por diferentes tipos de bactérias têm um futuro promissor dentro das práticas de preservação de alimentos.

Por Marcelo Soares de Moraes ^1,2, Gustavo Luis de Paiva Anciens Ramos³, Janaína dos Santos Nascimento¹¹Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro, Laboratório de Microbiologia; ²Universidade Estácio de Sá, Campus Angra dos Reis, Departamento de Biomedicina; ³Universidade Federal Fluminense, Departamento de Bromatologia, Faculdade de Farmácia.

Referências:

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Carvalheira, A., Silva, J., & Teixeira, P. Acinetobacter spp. in food and drinking water–A review. Food Microbiology, 95, 103675, 2021.

Choi, D., Bedale, W., Chetty, S., Yu, J. H. Comprehensive review of clean?label antimicrobials used in dairy products. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, v. 23, n. 1, p. 1-21, 2024.

Damaceno, H. F. B., Freitas Junior, C. V., Marinho, I. L., Cupertino, T. R., Costa, L. E. O., & Nascimento, J. S. Antibiotic resistance versus antimicrobial substances production by gram-negative foodborne pathogens isolated from minas frescal cheese: heads or tails?. Foodborne Pathogens and Disease, v. 12, n. 4, p. 297-301, 2015.

Karampatakis, T., Tsergouli, K., Behzadi, P. Pan-genome plasticity and virulence factors: a natural treasure trove for Acinetobacter baumannii. Antibiotics, v. 13, n. 3, p. 257, 2024.

Lucidi, M., Visaggio, D., Migliaccio, A., Capecchi, G., Visca, P., Imperi, F., Zarrilli, R. Pathogenicity and virulence of Acinetobacter baumannii: Factors contributing to the fitness in healthcare settings and the infected host. Virulence, v. 15, n. 1, p. 2289769, 2024.

Mary, N., Aarti, C., Khusro A., Agastian, P. Optimization of antibacterial substances production from Acinetobacter baumannii strain LAN1, an isolate of buffalo milk. The Pharma Innovation Journal, v. 7, p. 51-555, 2018.

Monteiro, R. C., Malta, R. C. R., Rodrigues, G. L., Ramos, G. L. P. A., Nascimento, J. S. Acinetobacter baumannii: a known pathogen, a new problem. Germs, v. 31, n. 13, p. 381-384, 2023.

Nisa, M., Dar, R. A., Fomda, B. A., & Nazir, R. Combating food spoilage and pathogenic microbes via bacteriocins: A natural and eco-friendly substitute to antibiotics. Food Control, v. 149, p.109710, 2023.

Sharma, V., Aseri, G. K., Bhagwat, P. K., Jain, N., & Ranveer, R. C. Purification and characterization of a novel bacteriocin produced by Acinetobacter movanagherensis AS isolated from goat rectum. Food Frontiers, v. 3, n. 1, p. 172-181, 2022.

4 min leituraGeralmente associadas a infecções hospitalares e presentes em ambientes de assistência à saúde, algumas espécies de Acinetobacter têm chamado a atenção pela sua presença em outro domínio: a área de […]

Convidados

13 de junho de 20241 de julho de 2024

Inovações e novidades,Perigos biológicos

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Biopreservação de alimentos – você conhece?

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Os alimentos de origem animal são altamente perecíveis devido ao alto valor nutricional, umidade e pH neutro. Esses alimentos requerem aplicação de tecnologias de preservação adequadas para manter a qualidade e a segurança. Quando conservados de maneira inadequada, estes alimentos podem provocar doenças veiculadas por alimentos (DVAs). Essas DVAs são graves e onerosas para a saúde pública em todo o mundo.

Portanto, para manter a qualidade e a segurança dos alimentos, várias medidas são adotadas na indústria de alimentos, como boas práticas de fabricação, conceitos de controle de qualidade e higiene e segurança, como avaliação de riscos e HACCP. Mas a conservação dos alimentos por meios adequados é a chave da qualidade e da segurança dos alimentos. Existem inúmeras técnicas de conservação de alimentos, como refrigeração, congelamento, pasteurização, esterilização, preservação usando aditivos químicos e antimicrobianos.

Atualmente, técnicas modernas de conservação de alimentos, como tecnologias de biopreservação, irradiação e processamento por alta pressão também são comuns. Nas técnicas tradicionais de conservação, os alimentos têm suas características sensoriais modificadas e perdem alguns nutrientes. Portanto, as técnicas modernas estão despertando grande interesse para garantir a segurança e a qualidade dos alimentos. A biopreservação é capaz de prolongar o prazo de validade, melhorar a qualidade higiênica, minimizando o impacto nas propriedades nutricionais e sensoriais de alimentos perecíveis.

A biopreservação é uma técnica de conservação de alimentos na qual o potencial antimicrobiano de microrganismos e seus metabólitos são explorados. As técnicas de biopreservação de vários alimentos dependem principalmente da qualidade dos sistemas antimicrobianos biológicos, como as bactérias do ácido lático e/ou suas bacteriocinas, bacteriófagos e enzimas codificadas por bacteriófagos. Eles são amplamente utilizados na indústria de alimentos para obter uma textura e sabor típicos alguns alimentos. Porém, são úteis na manutenção da qualidade e na segurança microbiológica e são bioconservantes comuns no mundo industrializado.

A fermentação é um exemplo típico de biopreservação em que os microrganismos são cultivados naturalmente ou por adição aos alimentos. O processo de fermentação produz ácidos e metabólitos inibidores, o que ajuda na redução da deterioração dos alimentos e inibe o crescimento de microrganismos patogênicos. O principal microrganismo usado para esse fim são as bactérias do ácido lático e seus compostos: ácidos orgânicos, peróxido de hidrogênio e bacteriocinas, capazes de exercer propriedades antimicrobianas, além de conferir sabor e textura únicos aos alimentos.

Outra forma de biopreservação é a utilização de antimicrobianos naturais de origem vegetal ou bacteriana. Os principais antimicrobianos vegetais são os óleos essenciais , mas há problemas no uso de alternativas à base de vegetais. Primeiro, muitos óleos essenciais têm um sabor e/ou aroma muito fortes, o que pode afetar negativamente as propriedades sensoriais dos alimentos. Além disso, alguns óleos vegetais têm uma alta concentração inibitória mínima, tornando seu uso antieconômico e levando a possíveis problemas de toxicidade.

Os bacteriófagos podem ser utilizados na biopreservação ao prevenir ou reduzir a colonização e doenças em animais por meio de terapia fágica, na descontaminação de carcaças e outros produtos como frutas e vegetais frescos, na desinfecção de equipamentos e superfícies de contato e como conservantes naturais prolongando a vida útil de alimentos perecíveis. Na biopreservação, os bacteriófagos podem trabalhar simbioticamente com microrganismos durante a fermentação.

Um campo de estudo recente da biopreservação de alimentos é o uso de uma enzima chamada endolisina. Os bacteriófagos produzem esta enzima, que tem a função de degradar os peptidoglicanos – principal componente da parede celular de algumas espécies de bactérias. Estas endolisinas são utilizadas na profilaxia e no tratamento de infecções bacterianas em modelos animais. O número de endolisinas ativas contra numerosos patógenos zoonóticos e de origem alimentar que estão sendo isolados e caracterizados está aumentando exponencialmente.

A pesquisa atual envolve o uso de microrganismos de outras fontes além da fermentação ou isolados de alimentos ou a combinação de várias culturas diferentes ou antimicrobianas purificadas para criar uma mistura ideal. O caminho do laboratório para a indústria pode ser longo. Uma vez testada e confirmada a atividade antimicrobiana de bioconservantes, os compostos são testados em um sistema alimentar modelo. A atividade microbiana geralmente diminui devido à interação com composição dos alimentos, a carga microbiana e os tratamentos tecnológicos. Por esse motivo, a maioria dos bioconservantes funciona melhor quando combinada com outros fatores, como pH, refrigeração ou tecnologia de barreiras.

Testes de segurança também são necessários para determinar se o produto é apropriado para uso em alimentos. Depois disso, são necessárias análises de custo, adequação à produção ampliada e refinamento do sistema de entrega para determinar se o produto seria viável para uso na produção comercial de alimentos.

A biopreservação é uma solução viável para empresas de alimentos que tentam aumentar sua gama de produtos naturais. No entanto, é importante pesquisar qual forma de bioconservantes é mais apropriada para o alimento e quais são os possíveis problemas regulatórios ou de rotulagem que possam surgir.

Referências

GARCÍA, Pilar et al. Food biopreservation: promising strategies using bacteriocins, bacteriophages and endolysins. Trends In Food Science & Technology, [s.l.], v. 21, n. 8, p.373-382, ago. 2010.

SINGH, Veer Pal. Recent approaches in food bio-preservation – a review. Open Veterinary Journal, [s.l.], v. 8, n. 1, p.104-111, 29 mar. 2018. African Journals Online (AJOL).

YUSUF, Mohd. Natural Antimicrobial Agents for Food Biopreservation. Food Packaging And Preservation, [s.l.], p.409-438, 2018.

3 min leituraOs alimentos de origem animal são altamente perecíveis devido ao alto valor nutricional, umidade e pH neutro. Esses alimentos requerem aplicação de tecnologias de preservação adequadas para manter a qualidade […]

Mariana Tôrres de Castro

3 de dezembro de 201913 de janeiro de 2021

Inovações e novidades

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Bacteriocinas – Qual a utilização na indústria de alimentos?

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Alguns microrganismos possuem a capacidade de produzir substâncias que podem influenciar no crescimento de outros microrganismos, como as bacteriocinas, que são aplicadas na indústria alimentícia como técnica de bio-preservação, refletindo no valor nutricional e na melhoria da segurança de produtos alimentícios. As bacteriocinas foram descobertas em meados de 1950, porém não se sabia a real ação dessas proteínas. São peptídeos ou proteínas sintetizados por bactérias láticas no ribossomo e liberados no meio extracelular, que apresentam ação bactericida ou bacteriostática sobre bactérias Gram-positivas.

As bacteriocinas estão distribuídas em 4 classes. Em geral, a classe I, ou lantibióticos, representada pela nisina, é constituída por peptídeos termoestáveis de baixo peso molecular (<5 kDa), diferenciados dos demais pela presença de lantionina e derivados; a classe II é composta por pequenos peptídeos (<10kDa) termoestáveis divididos em três subclasses: IIa (pediocina eenterocina), IIb(lacto-cina G) e IIc (lactocina B); a classe III é representada por peptídeos termolábeis de alto peso molecular (>30 kDa), como helveticina J; na classe IV, encontram-se grandes complexos peptídicos contendo carboidrato ou lipídio em sua estrutura. A produção da bacteriocina é influenciada por fatores como pH (5,5), temperatura do produto, condições de processamento e estocagem do produto.

Os estudos relacionados à ação de bacteriocinas se baseiam nos significativos resultados encontrados como redução logarítimica nas bactérias: Listeria monocytogenes, Clostridium botulinum, Bacillus cereus e Staphylococcus aureus. Na indústria de alimentos, as bacteriocinas agem principalmente em queijos, leite pasteurizado, sobremesas, iogurtes e cárneos processados inibindo o desenvolvimento germinativo de esporo de bactérias termófilas, reduzindo a contagem microbiológica, reduzindo as condições de tratamento térmico, prevenindo o excesso de acidez e aumento da vida de prateleira.

Devido à mudança nos hábitos de consumo das pessoas, por produtos mais naturais, as bacteriocinas contribuem devido a serem agentes naturais de conservação, podendo assim substituir os conservantes químicos nos alimentos como propionatos, benzoatos e sorbatos. E uma ótima notícia aos apreciadores de sabor, além dos benefícios evidenciados, elas não promovem alteração sensorial do produto.

Referências:

ITAL;
IJCMAS;

Fontes de imagem:

Nature;
Pimenta Blog;

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Carolina Machado

12 de maio de 201613 de maio de 2016

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Bacteriocinas

A dupla face das bactérias Acinetobacter nos alimentos

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