PROYECTO DIUBB 086122 3/R
TITULO:
BIOCONTROL DE BACTERIAS PATÓGENAS (LISTERIA MONOCYTOGENES) EN HORTALIZAS
MÍNIMAMENTE PROCESADAS UTILIZANDO BACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS BACTERIOCINOGÉNICAS
AISLADAS DE VEGETALES FRESCOS
Investigador Principal
Facultad
Departamento
E-Mail
Coinvestigadores
Juan Esteban Reyes Parra
Ciencias de la Salud y de los Alimentos
Ingeniería en Alimentos
[email protected]
Fabiola Cerda Leal
OBJETIVOS:
_ Aislar bacterias ácido lácticas (BAL) con propiedades antibacterianas, principalmente contra Listeria
monocytogenes, a partir de vegetales frescos.
_ Determinar la naturaleza bacteriocinogénica de la actividad antibacteriana y evaluar su espectro de acción
sobre otras bacterias comúnmente transmitidas por vegetales frescos: Yersinia enterocolitica, Salmonella
spp., Escherichia coli O157 y Staphylococcus aureus.
_ Identificar aquellas cepas de BAL que demuestren actividad antagónica mediada por bacteriocinas
(bacteriocinogénicas) contra una más de las bacterias indicadoras seleccionadas.
_ Evaluar, in vivo, el potencial uso de BAL (como cultivos protectores) o sus bacteriocinas (como agente de
lavado) para controlar Listeria monocytogenes en hortalizas mínimamente procesadas, usando como
modelo experimental lechuga Iceberg frescas y cortadas (mínimamente procesadas-MP), y almacenadas a
7°C durante 7 días.
RESUMEN Y RESULTADOS
La industria de hortalizas-mínimamente procesadas (MP) está en una constante búsqueda de alternativas
tecnológicas que permitan reemplazar el uso de agentes químicos para controlar la presencia de bacterias
patógenas, principalmente Listeria monocytogenes. El biocontrol de este patógeno, mediante el uso de
bacterias ácido lácticas (BAL) o de sus metabolitos (bacteriocinas), se vislumbra como una alternativa muy
prometedora para reducir o reemplazar el uso de agentes químicos durante el procesamiento y/o
conservación de hortalizas-MP.
En la presente investigación se determinó la actividad antibacteriana de BAL aisladas de vegetales frescos y
se evaluó el uso de una cepa bacteriocinogénica para el biocontrol de L. monocytogenes en lechuga IcebergMP.
Un total de 432 cepas de BAL, aisladas a partir de 150 muestras de hortalizas frescas, fueron ensayadas
para determinar la producción bacteriocinas activas contra L. monocyotogenes, Yersinia enterocolitica,
Escherichia coli O157, Salmonella spp. y Staphylococcus aureus. Solo 7 (1.62%) cepas exhibieron una
marcada actividad antibacteriana, pero exclusivamente contra Listeria monocytogenes. Todas las cepas
fueron identificadas en base a sus propiedades fisiológicas y bioquímicas (sistema API CHL) como
Lactococcus lactis subsp. lactis. El estudio físico-químico de las sustancias anti-Listeria presente en cultivos
libres de células reveló que la actividad antibacteriana se debió a la producción de compuestos de naturaleza
proteica, es decir “bacteriocinas” o compuestos similares a éstas. La actividad de estos compuestos se
mantuvo estable tras ser sometidas a 100°C por 15 min, pero fueron inactivadas a 121°C por 15 min; además
su actividad fue completamente inhibida cuando fueron tratadas con proteinasa K, pero permaneció activa al
ser tratadas con catalasa y tripsina. Estas propiedades hacen presumir que se trata de bacteriocinas similares
a la nisina o de la clase II.
De las 7 cepas de L. lactis subsp. lactis bacteriocinogénicas aisladas en esta investigación, la cepa
denominada UBB-58, fue seleccionada teniendo en base a su mayor potencial de actividad anti-Listeria (320
UA/ml) y su modo de acción bactericida, para evaluar el potencial uso de la(s) bacteriocina(s) producidas por
esta cepa como agente de lavado para el biocontrol de L. monocytogenes en lechuga Iceberg-MP. Cultivos
libres de células de la cepa UBB-58 fueron utilizados para preparar una solución 1:5 (v/v) con agua destilada
estéril. Esta solución fue utilizada para lavar lechugas frescas y cortadas, previamente inoculadas con L.
monocytogenes a una concentración final de ~ 107 UFC/g; como control se utilizó solamente agua destilada
estéril. Tras el tratamiento con la solución de bacteriocina(s) y agua (control) se evaluó el efecto sobre la
sobrevivencia y proliferación de L. monocytogenes en los lotes de lechuga tratados y controles, almacenados
a 7°C durante 7 días. El lavado de lechugas con la solución de bacteriocina(s) logró reducir la carga inicial de
Listeria monocytogenes en ~4.0 unidades logarítmicas (de 107 UFC/g a 104 UFC/g) inmediatamente después
de ser tratadas; mientras que el lavado con agua solo la redujo en ~0.7 unidades logarítmicas. Además,
durante el periodo de almacenamiento a 7°C, el tratamiento con la solución de bacteriocina(s) ejerció un
efecto bacteriostático sobre el crecimiento de L. monocytogenes.
En base a los resultados de esta investigación se puede concluir que: (i) las hortalizas frescas albergan BALproductoras de bacteriocina(s) activas contra Listeria monocytogenes, y (ii) el lavado de hortalizas con una
solución de bacteriocina(s) producidas por la cepa UBB-58 puede ser usada como sanitizante para controlar
la presencia de Listeria monoctyogenes en hortalizas-MP y, con ello reducir el uso de agentes químicos
durante el procesamiento de estos productos.
PUBLICACIONES
Lorena Briones, Teresa Roco, Yohanina Sierra, Marcos Trigo, Juan E. Reyes, Gipsy Tabilo-Munizaga,
Alicia Rodríguez, Mario Pérez-Won & Santiago P. Aubourg. (2009). Inhibición de la actividad microbiana en
pescado refrigerado mediante tratamiento previo con altas presiones hidrostáticas. Ruta Pesquera, 76: 8082
Aubourg, S., Tabilo-Munizaga, G, Reyes, J., Rodríguez A, & Pérez-Won M. (2010).Effect of high pressure
treatment on microbial activity and lipid oxidation in chilled salmon (Oncorhynchus kisutch). Eur. J. Lipid
Sci. Technol. (In press)-Ref: EJLT-2009-00173.
PRESENTACON EN CONGRESOS Y/O EVENTOS
Ricardo Villalobos C., Sergio Benavides V. & Juan E. Reyes. Antimicrobial activity of oregano, thyme and
rosemar essential oil for use as active agent in food preservation. VII Congreso Iberoamericano de
Ingeniería en Alimentos CIBIA-2009, Bogotá –Colombia, 06 al 09 de Septiembre-2009
Lorena Briones, Juan E. Reyes, Gipsy Tabilo-Munizaga & Mario Pérez-Won. Shelf life extension of
abalone (Haliotis rufescens) treated by high hydrostatic pressure. VII Congreso Iberoamericano de
Ingeniería en Alimentos CIBIA-2009, Bogotá –Colombia, 06 al 09 de Septiembre-2009
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