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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28589| Título: | Avaliação da atividade antibacteriana de nisina e nanopartículas de curcumina frente a bactérias de interesse em alimentos |
| Título(s) alternativo(s): | Evaluation of the antibacterial activity of nisin and curcumin nanoparticles against bacteria of interest in foods |
| Autor(es): | Quichaba, Michely Bião |
| Orientador(es): | Leimann, Fernanda Vitória |
| Palavras-chave: | Enzimas microbianas Alimentos – Conservadores Acondicionamento e conservação de alimentos Microbial enzymes Food preservatives Canning and preserving |
| Data do documento: | 6-Dez-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Campo Mourao Medianeira |
| Citação: | QUICHABA, Michely Bião. Avaliação da atividade antibacteriana de nisina e nanopartículas de curcumina frente a bactérias de interesse em alimentos. 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Alimentos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2021. |
| Resumo: | Bactérias e vírus patogênicos são responsáveis pelo maior número de surtos de doenças transmitidas por alimentos (DTAs) em todo o mundo, em que destacamse as bactérias Staphylococcus aureus, Salmonella Typhimurium e Escherichia coli. Cada vez mais atenção tem sido dada ao uso de conservantes naturais, que prolongam a vida útil e melhoram a segurança dos alimentos. Dentre os inúmeros conservantes naturais que apresentam atividade antimicrobiana, destacamse a nisina, uma bacteriocina amplamente utilizada na indústria de alimentos, e a curcumina, um pigmento alaranjado extraído do açafrão. Contudo, tais compostos apresentam baixa solubilidade em água, o que prejudica tanto sua aplicação, quanto sua ação nos alimentos. A nanoencapsulação tem sido amplamente estudada como uma alternativa para aumentar a solubilidade, além de otimizar a atividade antibacteriana dos compostos. Neste contexto, esperase que a encapsulação da curcumina e sua coencapsulação com nisina, possa melhorar a viabilidade de aplicação em alimentos, além da sua ação. Desta forma, no presente trabalho objetivouse avaliar a atividade antibacteriana determinando a Concentração Inibitória Mínima (CIM) e a Concentração Bactericida Mínima (CBM) da nisina (Nis) e de nanopartículas de curcumina (NCur, produzidas pela técnica de dispersão sólida, com polivinilpirrolidona como encapsulante e Tween 80 como surfactante) frente as bactérias S. aureus, E. coli e S. Typhimurium. Além disso, foi avaliado o efeito da associação das NCur e em conjunto com a Nis frente aos mesmos microrganismos por concentração inibitória fracional (CIF). Verificouse que tanto as NCur quanto a Nis apresentaram CIM (NCur = 0,75 mg/mL e Nis = 0,5 mg/mL) e CBM (NCur = 0,75 mg/L e Nis = 1,0 mg/mL) menores frente S. aureus, além de apresentarem sinergismo quando testadas frente à esta bactéria (FIC = 0,265). Na etapa seguinte foi realizada a coencapsulação da curcumina e da nisina (NCurNis), utilizando a proporção encontrada no sinergismo (1:1,36 (mcurcumina/mnisina)) e o coencapsulado foi avaliado com relação a CIM e CBM novamente frente S. aureus, resultando em uma CIM de 0,064 mg/mL evidenciando um melhor efeito inibitório, quando comparadas as NCur e a nisina isoladas. Contudo não foi possível determinar a CBM para este caso. As nanopartículas foram também caracterizadas quanto as suas propriedades físicoquímicas, onde verificouse por Calorimetria Diferencial de Varredura e Análise Termogravimétrica que para as NCur os componentes ficaram completamente miscíveis e em forma amorfa (sem a presença do pico de fusão cristalina da curcumina), além de serem detectadas interações entre encapsulante/encapsulado por Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier. Já no caso das NCurNis não foram determinadas interações entre encapsulante/encapsulados no mesmo nível em que as NCur, apesar de haver formação de estruturas nanométricas (Microscopia Eletrônica de Transmissão e Espalhamento Dinâmico de Luz), indicando que possivelmente a encapsulação não foi completa. Desta forma, as NCurNis apresentam potencial para maiores investigações quanto à coencapsulação e ação. |
| Abstract: | Pathogenic bacteria and viruses are responsible for the largest number of foodborne illnesses (FI) outbreaks worldwide, in which Staphylococcus aureus, Salmonella Typhimurium and Escherichia coli stand out. Increasing attention has been paid to the use of natural preservatives, which extend shelf life and improve food safety. Among the numerous natural preservatives that have antimicrobial activity, nisin, a bacteriocin widely used in the food industry, and curcumin, an orange pigment extracted from saffron, stand out. However, such compounds have low water solubility, which impairs both their application and their action in food. Nanoencapsulation has been widely studied as an alternative to increase solubility, in addition to optimizing the antibacterial activity of compounds. In this context, it is expected that the encapsulation of curcumin and its co¬encapsulation with other natural compounds can improve the viability of application in food, in addition to its action. Thus, the present work aimed to evaluate the antibacterial activity by determining the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and the Minimum Bactericidal Concentration (MBC) of nisin (Nis) and curcumin nanoparticles (NCur, produced by the solid dispersion technique, with polyvinylpyrrolidone as an encapsulant and Tween 80 as a surfactant) against the bacteria S. aureus, E. coli and S. Typhimurium. In addition, the effect of the association of NCur and together with Nis against the same microorganisms was evaluated by fractional inhibitory concentration (FIC). It was found that both NCur and Nis had MIC (NCur = 0.75 mg/mL and Nis = 0.5 mg/mL) and MBC (NCur = 0.75 mg/L and Nis = 1.0 mg/mL) mL) smaller against S. aureus, in addition to presenting synergism when tested against this bacterium (FIC = 0.265). In the next step, the coencapsulation of curcumin and nisin (NCurNis) was performed, using the ratio found in the synergism (1:1.36 (mcurcumin/mnisin)) and the coencapsulation was evaluated for MIC and MBC again against S. aureus, resulting in a MIC of 0.064 mg/mL, showing a better inhibitory effect, when comparing NCur and nisin alone. However, it was not possible to determine the MBC for this case. The nanoparticles were also characterized as to their physicochemical properties, where it was verified by Differential Scanning Calorimetry and Thermogravimetric Analysis that for the NCur the components were completely miscible and in amorphous form (without the presence of the crystalline melting peak of curcumin), in addition to detecting interactions between encapsulant/encapsulated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy. In the case of NCurNis, interactions between encapsulant/ encapsulates were not determined at the same level as NCur, despite the formation of nanometric structures (Transmission Electron Microscopy and Dynamic Light Scattering), indicating that the encapsulation was possibly not complete. Thus, NCurNis have potential for further investigations regarding coencapsulation and action. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28589 |
| Aparece nas coleções: | MD - Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos |
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