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PESQUISA Bioconservação de Alimentos Aplicação de bactérias láticas e suas bacteriocinas para a garantia da segurança microbiológica de alimentos Elaine Cristina Pereira De Martinis Professora doutora do Departamento de Análises Clínicas Toxicológicas e Bromatológicas Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto- Universidade de São Paulo edemart@fcfrp.usp.br Virgínia Farias Alves Farmacêutica-Bioquímica Mestranda do Departamento de Análises Clínicas Toxicológicas e Bromatológicas Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto- Universidade de São Paulo valves@fcfrp.usp.br Bernadette Dora Gombossy de Melo Franco* Professora Associada do Departamento de Alimentos e Nutrição Experimental Faculdade de Ciências Farmacêuticas- Universidade de São Paulo bfranco@usp.br *Autor para correspondência: Faculdade de Ciências Farmacêuticas - Universidade de São Paulo, Av. Prof. Lineu Prestes 580, 05508-900, São Paulo - São Paulo, Brasil. Tel.: +55 11 30912191. Fax: +55 11 38154410. Fotos cedidas pelos autores 1. Introdução É notório que alimentos, industrializadosounão,podemconterumaampla variedade e quantidade de microrganismos, que podem interferir em sua vida útil ou causar doenças. Existem inúmeros recursos para eliminar esses microrganismos ou controlar o seu desenvolvimento nos alimentos, incluindo tratamento térmico, adição de conservadores químicos, uso de baixa temperatura (refrigeração e congelamento) durante o armazenamento, entre outros. No entanto, a cada dia aumenta a procura por alimentos naturais, que não tenham sido submetidos a nenhum tipo de processamento industrial ou que sejam minimamente processados, e que não sejam adicionados de produtos químicos. Muitos consumidores consideram que esses procedimentos interferem na qualidade nutricional dos alimentos, além de acreditar que os conservadores químicos são perigosos para a saúde, até mais perigosos que os próprios microrganismos que esses produtos pretendem controlar (Muriana, 1996). Com isso, aumenta também a preocupação dos fabricantes de alimentos em produzir alimentos que não necessitem desses procedimentos para que sejam saudáveis e para que atendam os parâmetros de qualidade e segurança exigidos pelos consumidores e fabricantes. Uma dessas estratégias é explorar a capacidade dos microrganismos inócuos, naturalmente presentes nos alimentos ou artificialmente adicionados, de inibir microrganismos que são indesejáveis, quer sejam deteriorantes, quer sejam prejudiciais a saúde. Esse processo denomina-se bioconservação, e vem sendo cada vez mais estudado devido ao seu enorme potencial de aplicação nos mais variados tipos de alimentos. Os microrganismos mais adequados para uso como bioconservadores são as bactérias láticas, devido a suas características antagonísticas e sua grande tradição de uso como bactérias grau-alimento em alimentos fermentados (Schillinger et al., 1996, De Martinis et al., 2002). 2. Bactérias láticas (BAL) em bioconservação As bactérias láticas (BAL) compreendem um grupo amplo de microrganismos, mas que apresentam diversas características morfológicas, metabólicas e fisiológicas comuns. São microrganismos Gram positivos, não formadores de esporos, anaeróbios, aerotolerantes, fastidiosos, ácido tolerantes, com metabolismo estritamente fermentativo, apresentando o ácido lático como principal produto da fermentação de carboidratos (De Martinis et al., 2002). As BAL podem interferir com a multiplicação de bactérias deteriorantes e patogênicas por meio de vários mecanismos: competição por oxigênio, competição por sítios de ligação e produção de substâncias antagonísticas,especialmentebacteriocinas.Aprodução de bacteriocinas tem sido verifi- 114 <strong>Biotecnologia</strong> Ciência & Desenvolvimento - nº 29
cada em bactérias láticas associadas a alimentos,incluindorepresentantesdos gêneros Lactococcus spp, Lactobacillus spp e Pediococcus spp (De Martinis et al., 2002, Rosa et al., 2002). Em alimentos, a multiplicação ou sobrevivência de microrganismos patógenos ou deteriorantes é determinada por fatores intrínsecos (pH, sal, conservadores,fatoresantimicrobianos naturais) e extrínsecos (período de armazenamento, atmosfera da embalagem) que podem atuar como barreiras para multiplicação de microrganismos.Oconhecimentoeutilizaçãocombinada desses fatores em um alimento formam os fundamentos da teoria dos obstáculos (hurdle technology), que permite controlar a vida de prateleira, a estabilidade microbiológica, bem como impedir a multiplicação e/ou a produção de toxinas por microrganismos patogênicos eventualmente presentes (De Martinis et al., 2002). Em contraste com barreiras biostáticas, que simplesmente inibem a multiplicação de microrganismos contaminantes, as bacteriocinas podem ser usadas como barreiras bactericidas e ajudar a reduzir a susceptibilidade de alimentos à multiplicação de microrganismos patogênicos (De Martinis et al., 2002). A habilidade de BAL produtoras de bacteriocinas e/ou suas proteínas antimicrobianas em inibir Listeria monocytogenes e outros organismos Gram positivos patogênicos pode promover uma maior segurança microbiológica de alimentos processados. Seu uso em sistemas de bioconservação poderá não apenas suprir a demanda dos consumidores por conservadores naturais, mas também pode ser considerada uma medida de segurança adicional aos produtos minimamente processados, que dependem apenas de refrigeração como meio de conservação (De Martinis et al., 2002). 3. Fundamentos da aplicação de bacteriocinas de bactérias láticas em bioconservação. Figura 1: Zonas de inibição observadas em placas de ágar MRS proveniente de uma amostra de salsicha, utilizando Lactobacillus sake ATCC 15521 como microrganismo indicador (Autoria: E.C.P. De Martinis) O uso de bacteriocinas pode ser considerado uma “tecnologia biológica” com uso potencial em sistemas alimentares. As bacteriocinas contrastam com os antibióticos, considerados ilegais como conservadores pelo fato de não apresentarem utilização no tratamento de doenças clínicas infecciosas. Os antibióticos são formados por reações de condensação enzimática de aminoácidos, enquanto as bacteriocinas são peptídeos ou proteínas com atividade antibacteriana sintetizados ribossomicamente, não sendo letais para as células que as produzem (De Martinis et al., 2002). As bacteriocinas de BAL investigadas até o momento diferem em seus espectros de atividade, características bioquímicas e determinantes genéticos. Entretanto, a maioria delas possui baixo peso molecular (3 a 10 KDa), alto ponto isoelétrico, e contêm regiões hidrofílicas e hidrofóbicas (De Martinis et al., 2002). Segundo Klaenhammer, 1993, as bacteriocinas podem ser divididas em quatro classes: Classe I: pequenos peptídeos (
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