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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36881| Título: | Efeito antibacteriano e antibiofilme de cafeína contra patógenos alimentares |
| Título(s) alternativo(s): | Antibacterial and antibiofilm effect of caffeine against foodborne pathogens |
| Autor(es): | Santos, André Ricardo Peron dos |
| Orientador(es): | Maia, Luciana Furlaneto |
| Palavras-chave: | Doenças Bactérias patogênicas Listeria monocytogenes Escherichia coli Salmonella typhimurium Diseases Bacteria, Pathogenic |
| Data do documento: | 25-Mar-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Medianeira |
| Citação: | SANTOS, André Ricardo Peron dos. Efeito antibacteriano e antibiofilme de cafeína contra patógenos alimentares. 2025. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Alimentos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2025. |
| Resumo: | As doenças transmitidas por alimentos (DTA) são amplamente causadas por bactérias como Escherichia coli, Salmonella spp. e Listeria monocytogenes, que estão frequentemente associadas a surtos alimentares. Essas bactérias podem ser encontradas em diversos alimentos, dentre os quais os sucos de frutas, que podem ser contaminados por microrganismos patogênicos e deteriorantes. Um problema significativo na indústria de alimentos é a formação de biofilmes bacterianos, que são estruturas complexas de microrganismos que se aderem a superfícies e são resistentes à remoção, representando um grande desafio para a segurança alimentar. Neste contexto, a busca por agentes antimicrobianos e antibiofilmes naturais e mais eficazes tem sido uma tendência. O objetivo deste estudo foi avaliar a formação de biofilme e a eficácia da cafeína em inibir biofilmes de L. monocytogenes, E. coli, S. Enteritidis e S. Typhimurium em sucos de uva e maçã. Foi quantificada a Concentração Inibitória Mínima (CIM) e utilizou-se a cafeína em concentrações correspondentes a 1 e 2 vezes a CIM para testar sua eficácia em células planctônicas e biofilmes. As cepas bacterianas foram submetidas aos ensaios de cinética de morte bacteriana expostas a cafeína, e a formação de biofilmes avaliada por coloração com violeta de cristal (CV). A quantificação do conteúdo de exopolissacarídeos (EPS) foi mensurada no biofilme. Para as cepas de Salmonella foram realizados observação por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A cafeína demonstrou CIMs de 9,37 mM (milimols) para E. coli e S. Typhimurium, 18,75 mM para S. Enteritidis e 37,5 mM para L. monocytogenes. Ainda, causou uma redução significativa na viabilidade celular e na biomassa dos biofilmes, com uma maior eficácia observada contra L. monocytogenes em comparação com E. coli. O alcaloide foi mais eficaz no tratamento de biofilmes formados do que durante a formação do biofilme. Em suco de uva, os microrganismos formaram biofilmes, com L. monocytogenes apresentando maior formação. A imagem obtida pela Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) confirmou a ação da cafeína na membrana celular de ambas as cepas de Salmonella, evidenciando a disruptura celular. A cafeína demonstrou potencial como uma alternativa para controlar biofilmes na indústria alimentícia, especialmente em sucos de frutas, e pode ser usada para complementar ou substituir desinfetantes químicos existentes. |
| Abstract: | Foodborne illnesses (FBDs) are largely caused by bacteria such as Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes, which are frequently associated with foodborne outbreaks. These bacteria can be found in various foods, among which fruit juices can be contaminated by pathogenic and spoilage microorganisms. A significant problem in the food industry is the formation of bacterial biofilms, which are complex structures of microorganisms that adhere to surfaces and are resistant to removal, posing a major challenge to food safety. In this context, the search for natural and more effective antimicrobial and antibiofilm agents has been a trend. The objective of this study was to evaluate biofilm formation and the effectiveness of caffeine in inhibiting biofilms of L. monocytogenes, E. coli, S. Enteritidis, and S. Typhimurium in grape and apple juices. The Minimum Inhibitory Concentration (MIC) was quantified, and caffeine was used at concentrations equivalent to 1 and 2 times the MIC to test its effectiveness in planktonic cells and biofilms. The bacterial strains were subjected to bacterial killing kinetics assays exposed to caffeine, and biofilm formation was assessed using crystal violet (CV) staining. The quantification of exopolysaccharide (EPS) content was measured in the biofilm. Scanning Electron Microscopy (SEM) was performed for the Salmonella strains. Caffeine showed MICs of 9.37 mM (millimoles) for E. coli and S. Typhimurium, 18.75 mM for S. Enteritidis, and 37.5 mM for L. monocytogenes. Additionally, it caused a significant reduction in cell viability and biofilm biomass, with greater efficacy observed against L. monocytogenes compared to E. coli. The alkaloid was more effective in treating formed biofilms than during biofilm formation. In grape juice, microorganisms formed biofilms, with L. monocytogenes showing the highest formation. The image obtained by Scanning Electron Microscopy (SEM) confirmed the action of caffeine on the cell membrane of both Salmonella strains, evidencing cell disruption. Caffeine demonstrated potential as an alternative to control biofilms in the food industry, especially in fruit juices, and can be used to complement or replace existing chemical disinfectants. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36881 |
| Aparece nas coleções: | MD - Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos |
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