Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.14/20557
Título: Natural approaches to control Listeria monocytogenes in fresh vegetables
Autor: Ramos, Bárbara Filipa Santos
Orientador: Silva, Cristina Luisa Miranda
Brandão, Teresa Maria Ribeiro da Silva
Teixeira, Paula Cristina Maia
Palavras-chave: Listeria monocytogenes
Vegetais
Atividade sobre Listeria
Vinagre balsâmico de Modena
Etapa de lavagem
Biocontrolo
Cultura protetora
Bacteriocina
Pediococcus pentosaceus DT016
Pediocina DT016
Antilisterial activity
Balsamic vinegar from Modena
Washing step
Biopreservation
Protective culture
Bacteriocin
Pediococcus pentosaceus DT016
Pediocin DT016
Data de Defesa: 17-Jun-2016
Resumo: Existe uma preocupação crescente acerca da segurança microbiológica dos vegetais. A microbiota dos vegetais é normalmente constituída por bactérias não patogénicas para o Homem, que podem estar presentes aquando a sua ingestão. Contudo, os vegetais também podem conter bactérias patogénicas. Listeria monocytogenes é uma grande preocupação para a indústria alimentar e para os consumidores, devido à sua ubiquidade e tolerância a diversos fatores de stresse, bem como à sua presença tanto em matérias-primas como em alimentos processados. Os consumidores estão a evitar alimentos com conservantes artificiais, assim é necessário estudar e implementar medidas naturais para diminuir e prevenir o risco de contaminação dos alimentos. Esta dissertação visa contribuir para gerar dados sobre metodologias alternativas e naturais para reduzir a contaminação de vegetais com L. monocytogenes. Os objetivos principais deste estudo são: determinar estratégias naturais para controlar L. monocytogenes em vegetais, em ambientes domésticos e de retalho; e desenvolver um sistema de biocontrolo para controlar e inibir L. monocytogenes em vegetais. Determinou-se a atividade antibacteriana, na etapa de lavagem, de várias soluções de vinagre, sobre L. monocytogenes inoculada em alface. As soluções de vinagre balsâmico resultaram na maior redução do patogénico, que é similar ou superior às obtidas noutros estudos realizados com alface, usando desinfetantes à base de cloro. Esta abordagem é uma alternativa promissora para reduzir outros patogénicos de origem alimentar presentes em hortícolas, no ambiente doméstico ou no retalho. Da alface Iceberg isolaram-se e estudaram-se bactérias de ácido lático com atividade antibacteriana contra patogénicos humanos. O isolado DT016 exibiu atividade sobre L. monocytogenes, Listeria innocua e Enterococcus faecalis. A bactéria DT016, identificada como Pediococcus pentosaceus DT016, produz uma proteína resistente ao calor com um peso molecular de 11 a 17 kDa, semelhante à pediocina AcH (pediocina DT016). A bacteriocina é estável numa vasta gama de valores de pH e mantém a sua atividade contra Listeria em condições de refrigeração (4 ºC). Contudo, a atividade antibacteriana foi afetada por algumas enzimas e detergentes (proteinase K, pronase, papaína, pepsina, tripsina, Triton X-114 e Triton X-100), assim como por temperaturas iguais ou superiores a 80 °C. A sobrevivência de um cocktail de L. monocytogenes presente em alface, rúcula, salsa e espinafre frescos foi estudada durante armazenamento refrigerado. O potencial de P. pentosaceus DT016, como uma cultura protetora para inibir L. monocytogenes em vegetais frescos, também foi avaliado. Durante o armazenamento refrigerado dos vegetais, o patogénico foi capaz de crescer e registou-se um aumento da sua carga microbiana. Nos vegetais com a cultura protetora, os níveis do patogénico diminuíram durante o armazenamento, e no último dia de armazenamento registou-se uma redução na carga do patogénico de pelo menos 1,4 log UFC/g. Uma abordagem final foi realizada para avaliar o potencial da pediocina DT016 contra L. monocytogenes em alface, rúcula, salsa e espinafre frescos. O agente de biocontrolo foi aplicado durante a etapa de lavagem. Após a contaminação dos vegetais frescos com um cocktail de L. monocytogenes, a carga microbiana do patogénico foi estudada durante o armazenamento a 4 °C, após lavagem: com água, com uma solução comercial de hipoclorito de sódio (AMUKINA), e com a solução de pediocina. Observou-se que a solução de pediocina reduziu a carga inicial e inibiu a proliferação de L. monocytogenes. Em contraste, a bactéria patogénica foi capaz de crescer durante o armazenamento nos vegetais lavados com água e AMUKINA. No final do armazenamento, a carga do patogénico presente nos vegetais lavados com a pediocina foi inferior à dos vegetais lavados com água e AMUKINA, por um valor mínimo de 3,2 e 2,7 log UFC/g, respetivamente. No geral, esta tese pode possibilitar a compreensão e conceção de abordagens alternativas efetivas para manter a qualidade microbiológica de vegetais, e apresenta alternativas com eficácia maior ou igual à desinfeção à base de cloro na remoção de L. monocytogenes nas hortícolas: uma abordagem acessível em ambientes domésticos e de retalho; e abordagens de biocontrolo para controlar a proliferação de L. monocytogenes em vegetais frescos.
There is a growing concern about the microbiological safety of fresh vegetables. Vegetables’ natural microbiota is usually non-pathogenic for humans and may be present at the time of consumption. However, vegetables may also harbour human pathogenic bacteria. Listeria monocytogenes is a major concern for food producers and consumers, due to its ubiquity and tolerance to diverse stressing factors, as well as its presence in both raw and processed foods. Consumers’ are increasingly avoiding consumption of foods treated with artificial preservatives and so natural measures and interventions should be investigated and implemented to prevent and minimize the risk of food contamination. This dissertation aims at contributing to generate data on alternative and natural approaches to reduce L. monocytogenes from vegetables. The main purposes of this research were to ascertain natural strategies to control L. monocytogenes from vegetables in the home and retail environment, and to develop a biopreservation system to control and inhibit L. monocytogenes in vegetables. The antibacterial activity of various vinegar solutions, in a washing step, against L. monocytogenes inoculated onto lettuce was determined. Balsamic vinegar solutions demonstrated the maximum pathogen reduction capacity; the reductions observed were similar or higher than those achieved with chlorine-based sanitizers evaluated in other studies with lettuce. This is a promising approach for reducing foodborne pathogens present in produce, at home and retail environments. From Iceberg lettuce, lactic acid bacteria were isolated and screened for antibacterial activity towards human pathogens. The isolate DT016 exhibited activity against L. monocytogenes, Listeria innocua and Enterococcus faecalis. DT016 strain identified as Pediococcus pentosaceus DT016, produces a heat-resistant 11 to 17 kDa protein similar to pediocin AcH (pediocin DT016). The bacteriocin was stable in a wide range of pH values and maintained the antilisterial activity at refrigeration temperature (4 ºC). However, its antibacterial activity was affected by some enzymes and detergents (proteinase K, pronase, papain, pepsin, trypsin, Triton X-114 and Triton X-100), as well as by temperatures equal or above 80 ºC. The fate of a L. monocytogenes cocktail in fresh lettuce, rocket salad, parsley and spinach was evaluated during refrigerated storage. The potential of P. pentosaceus DT016 as a protective culture to inhibit L. monocytogenes was also assessed in the fresh vegetables. The pathogen was able to grow and an increasing load was observed in the vegetables during refrigerated storage. In the presence of the protective culture, the pathogen levels decreased throughout storage in all the vegetables, and at the last day of storage a minimum pathogen reduction of 1.4 log CFU/g was attained. An ultimate approach was conducted to evaluate the potential of bacteriocin DT016 against L. monocytogenes in fresh lettuce, rocket salad, parsley and spinach. The biopreservation agent was applied in a washing step. After contamination of the fresh vegetables with a L. monocytogenes cocktail, the pathogen load was studied during storage at 4 ºC, after washing with: water, a commercial sodium hypochlorite solution (AMUKINA) and the bacteriocin solution. It was observed that the pediocin solution reduced the initial L. monocytogenes load and inhibited the pathogen proliferation. In contrast, the pathogen was able to grow along storage in the vegetables washed with water and AMUKINA. At the end of storage, the pathogen load in the vegetables washed with the pediocin was lower than in the vegetables washed with water and AMUKINA, by at least 3.2 and 2.7 log CFU/g, respectively. Overall, this thesis may contribute to a better understanding and development of alternative approaches to maintain the microbial safety of vegetables, and displays alternatives to chlorine disinfection with the similar or higher effectiveness to reduce L. monocytogenes present in produce: an accessible approach to be applied at home and retail environments; and biopreservation approaches to control the proliferation of L. monocytogenes in fresh vegetables.
URI: http://hdl.handle.net/10400.14/20557
Aparece nas colecções:ESB - Teses de Doutoramento / Doctoral Theses
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