Publicação
High hydrostatic pressure and phage salmonelexTM as a novel combined system towards salmonella inactivation in egg white and liquid whole egg
| datacite.subject.fos | Ciências Agrárias::Biotecnologia Agrária e Alimentar | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Teixeira, Paula Cristina Maia | |
| dc.contributor.author | Campos, Ana Sofia Amaro | |
| dc.date.accessioned | 2021-05-04T10:18:14Z | |
| dc.date.available | 2021-05-04T10:18:14Z | |
| dc.date.issued | 2021-01-14 | |
| dc.date.submitted | 2020 | |
| dc.description.abstract | Salmonella spp., enquanto agente patogénico causador de doenças diarreicas de origem alimentar, representa uma das principais preocupações a nível de saúde pública. Salmonella Enteritidis é o serotipo mais comummente associado à salmonelose não tifoidal, através da ingestão de ovos crus ou mal cozinhados, ou de produtos alimentares derivados. A nível mundial, o padrão de consumo tem vindo a alterar-se devido a uma exigência crescente por parte dos consumidores na procura por produtos alimentares saudáveis e minimamente processados. A associação do processamento por alta pressão hidrostática (APH) e agentes antimicrobianos naturais, nomeadamente bacteriófagos, tem sido investigada como uma abordagem adequada de biocontrolo, energeticamente sustentável. O objetivo do trabalho de investigação apresentado na presente tese consistiu no desenvolvimento de uma nova tecnologia não térmica através da combinação de APH com o bacteriófago SALMONELEXTM visando a inativação de Salmonella em ovo inteiro e clara de ovo. Por forma a estabelecer os parâmetros mais adequados a serem utilizados no sistema sinergístico desenvolvido foi realizado um conjunto de experiências preliminares. Neste sentido, treze estirpes de Salmonella, de origem alimentar e clínica, pertencentes aos serotipos Enteritidis, Typhimurium e Senftenberg, foram avaliadas no respeitante ao padrão de resistência ao processamento por alta pressão após exposição a pressões de magnitudes compreendidas no intervalo de 200 a 600 MPa, sendo observada uma proeminente heterogeneidade intra-estirpes e, como expectável, pressões mais elevadas promoveram uma maior inativação bacteriana. Por forma a aferir o potencial da utilização do bacteriófago SALMONELEXTM em combinação com APH para a inativação de Salmonella, foi avaliado o impacto da pressão na viabilidade do bacteriófago, verificando-se a sua notável baroresistência até uma magnitude de 500 MPa (inclusive). No que concerne à sua integridade estrutural e características morfológicas, a análise por microscopia eletrónica de transmissão demonstrou que o processamento a pressões de 500 e 600 MPa teve um impacto danoso na integridade do bacteriófago. No respeitante aos ensaios de estabilidade ao pH, foi notória a tolerância à pressão (300 MPa) do SALMONELEXTM previamente exposto a diferentes valores de pH (no intervalo de 5 a 8), o que provou não afetar negativamente a sua infectividade. Relativamente à influência dos principais componentes do ovo (albumina e lisozima) e pH alcalino na inativação do bacteriófago induzida por APH (300 MPa), foi observado um impacto diminuto na atividade bactericida do SALMONELEXTM. Os resultados promissores enfatizaram o notável potencial do referido bacteriófago para utilização em combinação com APH. Procedeu-se também à avaliação do efeito do processamento por pressão hidrostática nas propriedades físicas das matrizes alimentares e verificou-se que magnitudes acima de 400 MPa apresentaram um impacto deletério no ovo inteiro, bem como na clara de ovo. A segunda parte do presente trabalho, teve por objetivo investigar o efeito do tratamento combinado - alta pressão hidrostática moderada (300 MPa, 5 min, 10 ºC) e o bacteriófago SALMONELEXTM - na inativação de um cocktail de Salmonella, compreendendo quatro estirpes previamente identificadas neste trabalho como sendo as mais baroresistentes, na clara de ovo e ovo inteiro. Nos ensaios challenge realizados em clara de ovo (104 unidades formadoras de colónias (UFC) g-1) e ovo inteiro (104 e 105 UFC g-1), a aplicação de processamento por alta pressão provou ser notavelmente eficiente na completa inativação do cocktail de Salmonella e, neste sentido, não foi possível observar o potencial efeito bactericida de SALMONELEXTM. No que concerne à experiência descrita anteriormente realizada em clara de ovo (107 UFC g-1), o tratamento por alta pressão per se não foi suficientemente eficaz na redução do agente patogénico para valores abaixo do limite de deteção pela técnica da enumeração, e como tal o efeito do bacteriófago pôde ser putativamente reconhecido. Adicionalmente, foi determinado que o referido efeito observado resultante da combinação da APH e de SALMONELEXTM constituiu um sinergismo. De acordo com o nosso melhor conhecimento, nenhum outro trabalho de investigação foi realizado no que concerne à associação de pressão hidrostática moderada com um bacteriófago por forma a eliminar Salmonella em ovo inteiro e clara de ovo. Esta tese compreende também o primeiro estudo, no qual é documentado o impacto do tratamento por alta pressão na estabilidade do bacteriófago SALMONELEXTM, bem como a sua correspondente caracterização. A combinação de hurdles (APH e SALMONELEXTM) constituiu uma nova tecnologia não térmica afigurando-se uma alternativa adequada à pasteurização de clara de ovo, uma vez que o sistema sinergístico desenvolvido no presente trabalho cumpre o requisito de redução de Salmonella em 5 ciclos logarítmicos exigidos pela FDA. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Salmonella spp. still represents a major public health concern as a causative agent of foodborne diarrheal illnesses. Salmonella Enteritidis is the most common serovar associated with non-typhoidal salmonellosis, through the ingestion of raw, undercooked eggs or egg-derived food products. The consumption pattern has changed worldwide, towards a growing demand for healthy and minimally processed foods. The association of high pressure processing and natural antimicrobial agents, namely bacteriophages, has been studied as suitable biocontrol, energy-sustainable approaches. The aim of the work presented in this thesis was to develop a novel non-thermal technology through the combination of high hydrostatic pressure (HHP) with SALMONELEXTM towards Salmonella inactivation in liquid whole egg and egg white. A preliminary set of experiments allowed to establish the most adequate parameters to be employed in the developed synergistic system. Concerning the HHP resistance pattern of thirteen food and clinical Salmonella strains belonging to serovars Enteritidis, Typhimurium and Senftenberg following exposure to pressure magnitudes in the range of 200 to 600 MPa, a prominent intrastrain heterogeneity was observed and as expected, higher pressures elicited a lower survivability. The potential to exploit SALMONELEXTM in combination with HHP for Salmonella elimination was evaluated through the assessment of the pressure impact on the bacteriophage viability, which pointed out its notable baroresistance up to 500 MPa. Concerning the structural integrity and the morphological features, transmission electron microscopy analysis, unveiled that processing at 500 and 600 MPa elicited a detrimental impact on the bacteriophage integrity. With respect to the pH (5-8) stability assays, it was noteworthy the barotolerance (300 MPa) of SALMONELEXTM previously exposed to different pH values, which proved not to undermine its infectivity. Regarding the influence of the principal egg components (albumin, lysozyme and alkaline pH) on the bacteriophage inactivation induced by HHP (300 MPa), a scarce effect on the bactericidal activity of SALMONELEXTM was observed. The promising results highlighted the notable potential of SALMONELEXTM to be employed in pair combination with HHP. The effect of pressure processing on the food matrices physical properties was also assessed and it was found that pressures above 400 MPa presented a detrimental impact in both liquid whole egg and egg white. The second part of the present work sought to investigate the effect of the combined treatment - mild high hydrostatic pressure (300 MPa, 5 min, 10 ºC) and SALMONELEXTM – on the inactivation of a four-strain Salmonella cocktail (comprising the most baroresistant isolates herein identified) in egg white and liquid whole egg. In the challenge assays performed - egg white (104 colony forming units (CFU) g-1) and whole egg (104 and 105 CFU g-1) - the application of the high pressure processing proved to be notably effective towards the complete inactivation of the Salmonella cocktail and therefore it was not possible to observe the potential bactericidal effect of SALMONELEXTM. Concerning the same experiment performed in the egg white (107 CFU g-1), the high pressure treatment per se was not able to reduce the pathogen below the detection limit of the enumeration technique, and hence the bacteriophage effect could already be noticed. The observed effect of the combination of HHP and SALMONELEXTM was determined to be a synergism. To the best of our knowledge, no other study has been performed concerning the association of mild high hydrostatic pressure to a bacteriophage towards Salmonella spp. elimination in egg white or liquid whole egg. This is also the first study documenting the impact of high pressure treatment on the stability of SALMONELEXTM, along with its characterization. The combination of the two hurdles (HHP and SALMONELEXTM) resulted in a novel non-thermal technology as a suitable alternative to egg white pasteurization since the synergistic system accomplished the Salmonella 5-log reduction requirement of the FDA. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 202666417 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.14/32875 | |
| dc.language.iso | eng | pt_PT |
| dc.subject | Salmonella | pt_PT |
| dc.subject | Alta pressão hidrostática | pt_PT |
| dc.subject | SalmonelexTM | pt_PT |
| dc.subject | Clara de ovo | pt_PT |
| dc.subject | Ovo inteiro | pt_PT |
| dc.subject | High hydrostatic pressure | pt_PT |
| dc.subject | Egg white | pt_PT |
| dc.subject | Whole egg | pt_PT |
| dc.title | High hydrostatic pressure and phage salmonelexTM as a novel combined system towards salmonella inactivation in egg white and liquid whole egg | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | restrictedAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Mestrado em Biotecnologia e Inovação | pt_PT |
Ficheiros
Principais
1 - 1 de 1
Miniatura indisponível
- Nome:
- Tese de Mestrado_ Ana Campos.pdf
- Tamanho:
- 2.27 MB
- Formato:
- Adobe Portable Document Format