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Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-218389

Resumo

As indústrias de derivados lácteos demandam novas tecnologias eficientes para eliminação de microrganismos contaminantes, sobretudo bactérias psicrotolerantes, como Pseudomonas fluorescens, capaz de se proliferar em baixas temperaturas, formar biofilmes e produzir proteases termoestáveis. Dentre os métodos desenvolvidos, revestimentos comestíveis e biodegradáveis são eficientes para preservação de queijos, principalmente quando adicionados de compostos ativos, como a curcumina, substância antimicrobiana e antioxidante extraída do açafrão (Curcuma longa L.; Zingiberaceae). Sua alta instabilidade fotoquímica, geralmente considerada indesejável, é uma característica interessante para fotossensibilizadores empregados em inativação fotodinâmica de microrganismos. Esta modalidade terapêutica se baseia na produção de espécies reativas de oxigênio por meio da oxidação fotoquímica de corantes expostos à irradiação. Entretanto, na indústria alimentícia, este recurso ainda é pouco explorado, sendo as pesquisas focadas em desinfecção da superfície de frutas, vegetais, embalagens e instalações. Desta forma, objetivou-se determinar in vitro o potencial fototóxico da curcumina solubilizada em diferentes meios (dimetilsulfóxido, etanol, polietilenoglicol 6000 e Pluronic® F127) contra Pseudomonas fluorescens. Em queijo Minas Frescal experimentalmente inoculado com Pseudomonas fluorescens, aliou-se a propriedade antimicrobiana e potencial fotossensibilizador da Curcumina aplicada em revestimento comestível e biodegradável de gelatina. Os revestimentos foram caracterizados quanto às propriedades mecânicas e permeabilidade ao vapor de água. O armazenamento dos queijos simulou a vida de prateleira do produto e as embalagens foram abertas nos tempos 0, 3, 6, 9 e 12 dias para análises microbiológicas, pH, atividade de água, índices de extensão e profundidade de proteólise, textura e cor. A eficiência da inativação fotodinâmica foi influenciada pelos solubilizantes e concentrações de fotossensibilizador. A curcumina apresentou atividade antimicrobiana no escuro e efeito sinérgico com irradiação, sendo dimetilsulfóxido e etanol os solubilizantes que permitiram maior atividade fototóxica e reduziram 7 logUFC/mL de Pseudomonas fluorescens com apenas 62,50 g/mL de curcumina. Nos revestimentos comestíveis, a hidrofobicidade da curcumina reduziu a permeabilidade ao vapor de água sem alterar as propriedades mecânicas. Nos queijos, apesar da fotoinibição dos microrganismos ser dificultada pela complexidade da superfície, o efeito antibacteriano da curcumina (500 g/mL) diminuiu a contagem de Pseudomonas fluorescens (P<,0001), resultando em menor proteólise (P<0,05), além de maior dureza e mastigabilidade ao fim do período avaliado. Amostras com curcumina irradiada apresentaram coloração semelhante ao tratamento controle, indicando a fotodegradação do fotossensibilizador após exposição à luz. Portanto, a curcumina é adequada como antimicrobiano e fotossensibilizador para inativação fotodinâmica de Pseudomonas fluorescens, sendo uma alternativa promissora para a indústria de queijos e outros derivados lácteos.

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The dairy derivatives industries demand new efficient technologies to eliminate contaminating microorganisms, especially psychrotolerant bacteria, such as Pseudomonas fluorescens, capable of proliferating at low temperatures, forming biofilms and producing thermostable proteases. Among the developed methods, edible and biodegradable coatings are efficient for preserving cheeses, especially when added with active compounds, such as curcumin which is an antimicrobial and antioxidant substance extracted from turmeric (Curcuma longa L.; Zingiberaceae). Its high photochemical instability, generally considered undesirable, is an interesting feature for photosensitizers used in photodynamic inactivation of microorganisms. This therapeutic modality is based on the production of reactive oxygen species through the photochemical oxidation of dyes exposed to irradiation. However, in the food industry, this resource is still little explored, with research focused on disinfecting the surface of fruits, vegetables, packaging, and facilities. Thus, the objective was to determine in vitro the phototoxic potential of curcumin solubilized in different media (dimethyl sulfoxide, ethanol, polyethylene glycol 6000 and Pluronic® F127) against Pseudomonas fluorescens. In Minas Frescal cheese experimentally inoculated with Pseudomonas fluorescens, the antimicrobial property and photosensitizing potential of Curcumin applied in edible and biodegradable gelatin coating were combined. The coatings were characterized in terms of mechanical properties and water vapor permeability. The cheese storage simulated the product's shelf life and the packaging was opened at times 0, 3, 6, 9 and 12 days for microbiological analysis, pH, water activity, extent and depth index of proteolysis, texture and color evaluations. The efficiency of photodynamic inactivation was influenced by the solubilizers and concentrations of photosensitizer. Curcumin showed antimicrobial activity in the dark and synergistic effect with irradiation, with dimethyl sulfoxide and ethanol being the solubilizers that allowed higher phototoxic activity and reduced 7 log CFU/mL of Pseudomonas fluorescens with only 62.50 g/mL of curcumin. In edible coatings, the hydrophobicity of curcumin reduced the water vapor permeability without changing the mechanical properties. In cheeses, despite the photoinhibition of microorganisms being hampered by the complexity of the surface, the antibacterial effect of curcumin (500g/mL) decreased the count of Pseudomonas fluorescens (P <.0001), resulting in less proteolysis (P <0.05), in addition to greater hardness and chewability at the end of the evaluated period. Samples with irradiated curcumin showed a color similar to the control treatment, indicating the photodegradation of the photosensitizer after exposure to light. Therefore, curcumin is suitable as an antimicrobial and photosensitizer for photodynamic inactivation of Pseudomonas fluorescens, being a promising alternative for cheese and other dairy products.

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