Implantação de íons de prata em aço inoxidável e infecção fágica para o controle de adesão e formação de biofilmes bacterianos na indústria de alimentos

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Novello, Junia Cápua de Lima
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; BR; Ciência de Alimentos; Tecnologia de Alimentos; Engenharia de Alimentos; Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos; UFV
• Palavras-chave em Português: Adesão bacteriana; Biofilme; Rugosidade; Tensão interfacial; Implantação de íons; Bacterial adhesion, biofilm; Roughness; interfacial tension; Ion Implantation; CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS::CIENCIA DE ALIMENTOS
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/466

A adesão e a formação de biofilme bacterianos em superfícies de contato com alimentos, além de contaminar o produto durante o processamento, o que pode resultar em corrosão de superfícies de equipamentos e bloqueio de tubulações, pode também ocasionar doenças de origem alimentar, o que acarreta em perdas econômicas e, principalmente, em problemas de saúde pública. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a capacidade de adesão de Listeria monocytogenes CECT 4031T em superfícies de aço inoxidável austeníticos (AISI 304) e ferríticos (AISI 430) implantadas com íons Ag+1; estudar a formação de biofilmes de L. monocytogenes (estirpes 747 e 994) em cultura simples e mista com células de Pseudomonas fluorescens ATCC 27663 em aço inoxidável austenítico AISI 304, acabamento no 4 e o biocontrole do biofilme de L. monocytogenes 747 em cultura mista com P. fluorescens ATCC 27663 por meio da infecção com bacteriófago &#981;IBB-PF7A. Íons Ag+1 foram implantados em aço inoxidável austenítico AISI 304 e ferrítico AISI 430, acabamentos no 2B, 4, 6 e 8, com a energia de 200 keV, e em aço inoxidável austenítico AISI 304, acabamento no 2B, com a energia de 70 keV. A profundidade dos íons Ag+1, composição química, hidrofobicidade, qualitativa e quantitativa, e rugosidade para as superfícies de aço inoxidável foram avaliadas por espectrometria de retroespalhamento de Rutherford (RBS), espectroscopia fotoeletrônica de raio-X (XPS), ângulo de contato e microscopia de força atômica, respectivamente. Avaliaram-se as hidrofobicidades qualitativa e quantitativa das estirpes bacterianas, L. monocytogenes e P. fluorescens. Utilizou-se a técnica de fluorescência de hibridização in situ de peptídeo de ácidos nucleicos (PNA Fish) para a avaliação do biofilme de L. monocytogenes 747, em cultura simples ou mista com P. fluorescens, antes ou após infecção com bacteriófago &#981;IBB-PF7A. Os íons Ag+1 implantados com energia de 200 keV apresentaram profundidade média de 25 nm e, quando implantados com energia de 70 keV, estes íons encontraram-se mais superficiais, com uma profundidade média de 15 nm. As análises de XPS confirmaram a presença da prata nas superfícies implantadas. Observou-se diferença significativa (p < 0,05) de rugosidade (Ra e Rz) entre as superfícies de aço inoxidável. O aço inoxidável AISI 430, acabamento no 4, com íons Ag+1, apresentou maior rugosidade e o aço inoxidável AISI 430, acabamento no 8, com e sem íons Ag+1, menor. Após a implantação de Ag+1, houve redução significativa (p < 0,05) dos ângulos de contato com a água (&#952;w) e variações da energia livre de interação entre superfícies iguais imersas em água (&#916;G TOT SWS). O aço inoxidável AISI 430, acabamento no 8, sem íons Ag+1 implantados, apresentou maior hidrofobicidade (- 64,67 mJ.m-2). O número de células de L. monocytogenes CECT 4031T aderidas nos materiais avaliados variou significativamente (p < 0,05), com menor valor para o aço inoxidável AISI 304, acabamento no 2B, com prata implantada a 70 keV (2,63 ± 0,32 log CFU.cm-2). Não houve concordância entre o número de células aderidas de L. monocytogenes CECT 4031T e a variação da energia livre total de interação (&#916;G adesão). Não se constatou relação direta entre o número de células aderidas e a rugosidade das superfícies de aço inoxidável. As células de L. monocytogenes e P. fluorescens apresentaram-se hidrofílicas. A maior variação de energia livre total de interação foi observada para P. fluorescens (- 27,91 mJ.m-2). L. monocytogenes 747 e 994, em cultura simples, apresentaram capacidade de adesão a 4 ºC e de formar biofilme a 25 ºC e a 37 ºC em aço inoxidável AISI 304, acabamento no 4. Observou-se que houve diferença significativa (p < 0,05) no número de células viáveis em biofilmes simples de P. fluorescens , nas temperaturas avaliadas, com as contagens de 7,26 log CFU.cm-2 a 25 ºC e a 5,26 log CFU.cm-2 a 37 ºC. O número de células viáveis para as bactérias avaliadas, nas formas planctônicas ou em biofimes simples, diminui (p < 0,05), após contato com o bacteriofago &#981;IBB-PF7A, em 5,5 ciclos logarítmos, após 6 h, e em 2,03 ciclos logarítmos, após 24 h. Houve redução significativa (p < 0,05) no número de células viáveis de P. fluorescens, em biofilme misto com L. monocytogenes 747, após 6 h de contato com bacteriófago (5,6 ciclos logaritmos). Entretanto, a redução do número de células de P. fluorescens (2,19 ciclos logarítmos) não foi significativa (p > 0,05), após 24 h. A partir deste tempo, houve aumento da população, o que foi atribuído à resistência bacteriana ao bacteriófago, possivelmente iniciada em células planctônicas. Nas imagens de microscopia de epifluorescência observou-se que L. monocytogenes 747 e para P. fluorescens aderiu e formou biofilme nas superfícies de vidro, em cultura simples e mistas, a 25 ºC. Observou-se também que a estrutura do biofilme continha células de P. fluorescens e L. monocytogenes 747, com formação de uma monocamada mista. A implantação de íons Ag+1 propiciou redução no número de células aderidas de L. monocytogenes em aço inoxidável. A infecção fágica ocasionou a redução, no tempo inicial, do número de células aderidas de L. monocytogenes e P. fluorescens em biofilmes. Este trabalho mostra-se como um importante passo na pesquisa de novas tecnologias que podem ser empregadas para reduzir ou impedir a adesão e a formação de biofilmes bacterianos.