Eliminación de biopelículas microbianas mediante el uso de compuestos antimicrobianos de origen natural

Fernández Ortiz, Ana
Pagán Tomás, Rafael (dir.) ; García Gonzalo, Diego (dir.)

Universidad de Zaragoza, VET, 2015
Departamento de Producción Animal y Ciencia de los Alimentos, Área de Tecnología de Alimentos

Máster Universitario en Iniciación a la Investigación en Ciencia y Tecnología de los Alimentos

Resumen: Las investigaciones de las últimas décadas han dado a conocer la existencia de otra forma de vida de las bacterias, además de la forma libre (o crecimiento planctónico), consistente en la formación de comunidades microbianas con un sistema de organización más típico de los organismos coloniales, creciendo adheridas a superficies y embebidas en matrices extracelulares que ellas mismas sintetizan. Esta nueva forma de vida de las bacterias se denomina biopelícula (o biofilm). Las biopelículas se definen como comunidades de microorganismos que crecen unidos en una matriz de exopolisacáridos y adheridos a una superficie inerte o un tejido vivo, bajo condiciones ambientales adecuadas. Actualmente, se sabe que las biopelículas ejercen un gran impacto en diversos ámbitos, y en especial en el ámbito de la seguridad e industria alimentaria. Las biopelículas, se forman en todo tipo de superficies y pueden contener microorganismos patógenos, lo que aumenta la probabilidad de que el alimento se contamine a lo largo de la cadena alimentaria, pudiendo ser origen de toxiinfecciones alimentarias. Por otro lado, la presencia de biopelículas en los equipos de procesado de alimentos también tiene otras consecuencias desde el punto de vista tecnológico en la industria alimentaria. Por este motivo, resulta necesario diseñar procedimientos que permitan la eliminación de todos los microorganismos de las superficies que están en contacto con los alimentos, antes de que puedan establecer una biopelícula que servirá de reservorio y foco de nuevas contaminaciones. Alternativamente, una vez formadas las biopelículas, se requiere su destrucción y eliminación. A pesar de los programas convencionales de limpieza, las bacterias adheridas que conforman las biopelículas, pueden sobrevivir y proliferar en las superficies de los equipos que procesan los alimentos, por lo que como alternativa a los desinfectantes químicos convencionales, actualmente se está ensayando la eficacia de antimicrobianos de origen natural. Estos agentes antimicrobianos son considerados G.R.A.S (Generalmente Reconocidos como Seguros). Con el fin de abordar el estudio de la eliminación de biopelículas ya formadas, en este Trabajo Fin de Máster se ha evaluado de forma in vitro la eficacia de 3 agentes antimicrobianos de origen natural, concretamente compuestos individuales de aceites esenciales, carvacrol, citral y óxido de limoneno, con el objetivo final de destruir la biopelícula formada por Escherichia coli MG1655 como microorganismo modelo. Como paso previo, y dado que éste es el primer proyecto en este ámbito del grupo de investigación, se ha puesto a punto la metodología requerida para formar biopelículas y cuantificar posteriormente su destrucción. Durante la puesta a punto de la técnica se ha empleado como método de cuantificación la tinción con cristal violeta en placas micropocillo; y la posterior evaluación de la eficacia de los 3 agentes antimicrobianos se ha cuantificado mediante la técnica de recuento microbiano en placa. Así, para la formación de la biopelícula se requirió la incubación de los cultivos en placas de 24 pocillos (con 2 mL de medio TSB/pocillo) en estufa de aire estático durante 24 horas a 37 °C. Los 3 antimicrobianos ensayados (carvacrol, citral y óxido de limoneno) fueron efectivos contra la biopelícula formada por E. coli MG1655, en función del pH y de la concentración de antimicrobiano. Así, mientras que el efecto antimicrobiano del carvacrol y del óxido de limoneno frente a las biopelículas fue mayor a pH 4,0, el del citral fue mayor a pH 7,0. Al pH de máxima eficacia, los 3 antimicrobianos lograron reducir en más de 3 ciclos logarítmicos la concentración de microorganismos en las biopelículas, logrando así su práctica destrucción (carvacrol y óxido de limoneno: pH 4,0; citral: pH 7,0). Así, como resultado de este trabajo, se propone la combinación de moléculas de mayor efectividad a pHs neutros (citral), con moléculas de mayor efectividad a pHs ácidos (en especial carvacrol), para combatir la presencia de biopelículas de E. coli en medios de distinto pH. Con este trabajo se inicia una línea de investigación que en un futuro próximo deberá abordar los siguientes retos: la evaluación de la eficacia de estos compuestos sobre otras especies microbianas formadoras de biopelículas, incluyendo bacterias Gram-positivas, patógenos y alterantes de los alimentos, así como el estudio de la eficacia de estos antimicrobianos naturales en combinación con calor.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master