Application of the broad-spectrum bacteriocin enterocin AS-48 to inhibit Bacillus coagulans in canned fruit and vegetable foods

Abstract

El enlatado de alimentos ha sido una forma clásica de proporcionar un suministro continuo de alimentos independientemente de la disponibilidad estacional de materias primas. La acidificación y el tratamiento térmico son dos métodos muy utilizados en la conservación de alimentos enlatados. Sin embargo, varios tipos de bacterias pueden tolerar estas condiciones adversas y proliferar en los alimentos provocando su deterioro. Las bacterias formadoras de endosporas son un problema común en la industria alimentaria porque se encuentran con frecuencia en muchas materias primas y porque las endosporas requieren tratamientos más intensos para su inactivación que las células vegetativas. Esto da como resultado mayores costos de procesamiento y una calidad del producto menos preservada. La supervivencia de las endosporas bacterianas durante el procesamiento de alimentos es de especial importancia en los alimentos enlatados, y a menudo se requieren otros obstáculos adicionales, como la acidificación, para mejorar el crecimiento de las endosporas y el deterioro de los alimentos. Bacillus coagulans es una bacteria de deterioro ligeramente acidófila y termotolerante que genera considerable preocupación durante el procesamiento de alimentos ácidos y acidificados. Esta bacteria puede causar un deterioro “agrio”, debido a la producción de ácido láctico sin formación de gas. Las esporas de B. coagulans pueden germinar y crecer a valores de pH tan bajos como 4, y son importantes en alimentos vegetales ( Brackett, 2001 ) y en frutas enlatadas, especialmente en productos de tomate, con un pH de 4,1 a 5,0. Por esta razón, B. coagulans es el microorganismo aislado con mayor frecuencia de vegetales enlatados en mal estado acidificados a valores de pH entre 4 y 4,5 ( Mallidis et al., 1990 ). En alimentos con pH bajo, B . coagulans también es capaz de aumentar el pH del alimento a valores que puedan permitir la germinación de las esporas supervivientes de C. botulinum ( Fields et al., 1977 , Anderson, 1984 ). Además, esta bacteria también se encuentra frecuentemente en la leche y algunos productos lácteos ( Shehata et al., 1983 , Cosentino et al., 1997 ), y ha estado involucrada en alteraciones como el “agrio plano” de la leche evaporada ( Kalogridou-Vassiliadou, 1992). ) y “coagulación dulce” de leche condensada enlatada ( Carić, 1994 ). Además, también se ha descrito entre las bacterias implicadas en el deterioro del vino por olor a corcho ( Sponholz, 1993 ).

La aplicación de bacteriocinas como sustancias antimicrobianas naturales en la bioconservación (el uso de células vivas y/o sus productos con fines de conservación) se ha centrado principalmente en alimentos y productos alimenticios de origen animal ( Stiles, 1996 , Cleveland et al., 2001, Devlieghere et al. ., 2004 ) y se ha trabajado muy poco sobre la aplicación de bacteriocinas para la conservación de alimentos vegetales. Existen escasos informes sobre los efectos de bacteriocinas contra B. coagulans , como el lantibiótico nisina ( Roberts y Hoover, 1996 ) y la bacteriocina enterocócica EJ97 ( Gálvez et al., 1998 , García et al., 2003 ). El péptido cíclico de amplio espectro bacteriocina enterocina AS-48 de Enterococcus faecalis también es activo contra diferentes especies de bacilos ( Gálvez et al., 1986 ). Los diversos estudios realizados sobre esta bacteriocina han contribuido a dilucidar su composición y estructura molecular así como su modo de acción y sus determinantes genéticos (revisado por Maqueda et al., 2004 ). La enterocina AS-48 es resistente al calor, sensible a las proteasas digestivas, no tóxica para las células eucariotas y ofrece un buen potencial para su aplicación en la conservación de alimentos ( Maqueda et al., 2004 ). Recientemente, se han informado resultados satisfactorios en la aplicación de enterocina AS-48 para productos lácteos, carne y jugos de frutas, incluidas bacterias patógenas y/o de deterioro como Staphylococcus aureus , Listeria monocytogenes , Bacillus cereus y Alicyclobacillus sp. ( Muñoz et al., 2004 , Ananou et al., 2005 , Grande et al., 2005a ). El propósito del presente trabajo fue probar la eficacia de la enterocina AS-48 en alimentos vegetales enlatados contra la bacteria de descomposición B. coagulans . Los objetivos específicos fueron determinar la concentración de AS-48 requerida para la inactivación de las células vegetativas de B. coagulans , determinar la influencia de los aditivos (ácido láctico y azúcares) sobre la actividad de la bacteriocina y probar si el efecto letal de los tratamientos térmicos sobre las endosporas de esta bacteria podría potenciarse mediante la adición de bacteriocina.