Adesão e formação de biofilmes bacterianos em superfícies de processamento de alimentos funcionalizadas com nanopartículas de prata

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Fialho Júnior, José Felício Queiroz
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Biofilmes bacterianos - Adesão em aço inoxidável; Polietileno; Nanopartículas de prata; Ciência de Alimentos
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/6769

A nanotecnologia representa um grande avanço na ciência em diversos campos com desenvolvimento de novos materiais com diferentes funcionalidades e potenciais de aplicação. Desta forma, destacam-se as nanopartículas de prata (Ag NPs) como agentes antimicrobianos promissores para inibição de adesão bacteriana em superfícies de processamento de alimentos. A contaminação de superfícies de processamento de alimentos, principalmente com patógenos, é de grande preocupação, por se tratar de um problema de saúde pública. Neste contexto, este trabalho objetivou estudar o efeito antimicrobiano das superfícies de aço inoxidável e de polietileno (PE) funcionalizadas com Ag NPs sobre a adesão de diferentes espécies bacterianas, bem como avaliar possíveis alterações nas características físico-químicas dessas superfícies que possam influenciar no processo de formação de biofilmes de micro-organismos. Observou-se que de acordo com o critério quantitativo, ou seja, com base nos resultados da variação da energia TOT livre da interação hidrofóbica ( Gsas ), tanto as superfícies de aço inoxidável analisadas quanto as superfícies poliméricas foram TOT consideradas hidrofóbicas por apresentarem o valor Gsas negativo; além TOT disso, houve diferença (p < 0,05) entre os valores de Gsas encontrados para ambas as superfícies funcionalizadas quando comparadas às superfícies controles. No estudo das superfícies bacterianas em termos TOT de Gsas , verificou-se que são hidrofílicas. A partir da variação da energia livre de adesão (ΔGadesão), verificou-se que para todas as superfícies analisadas a ΔG adesão foi termodinamicamente favorável (ΔGadesão < 0) sendo que, para todas as superfícies funcionalizadas com Ag NPs, obteve-se diferença (p < 0,05) no valor de ΔGadesão em relação à superfície controle. Em adição, a superfície de PE funcionalizado com Ag NPs tornou a superfície de processamento termodinamicamente mais favorável à adesão para as três bactérias avaliadas em comparação com o controle. Em relação à adesão das células vegetativas de E. coli, S. aureus e P. fluorescens, observou-se que não houve diferença (p < 0,05) entre as superfícies controle e funcionalizadas, embora o resultado da termodinâmica de adesão ter sugerido diferença. No estudo da adesão de P. fluorescens em cilindro de aço inoxidável revestido com Ag NPs, simularam-se as forças de cisalhamento e a turbulência provocadas pelo bombeamento do fluido, encontrando-se 4,47 log UFC.cm-2 no cilindro controle e 4,17 log UFC.cm-2 no cilindro funcionalizado, não havendo diferença entres eles (p < 0,05). A concentração mínima inibitória (CMI) da dispersão de Ag NPs determinada foi de 12,50 mg.L -1 para as três bactérias avaliadas: S. aureus, E. coli e P. fluorescens. Para as em cilindro de aço inoxidável revestido com Ag NPs em pó a CMI foi de 6,25 mg.L-1 para todos micro-organismos. Utilizando a técnica de espectroscopia de absorção atômica, verificou-se que não houve lixiviação de Ag NPs da superfície de aço funcionalizada para os dois simulantes testados (água e leite desnatado reconstituído), reforçando a hipótese de uma forte interação na matriz do aço entre as Ag NPs e o silano, formando uma ligação ordenada e complexa que interferiu na efetividade do antimicrobiano. As topografias das superfícies também foram observadas por meio da microscopia de força atômica (MFA), sendo a rugosidade média da superfície de aço controle de 325 ± 21,9 nm, a de aço funcionalizada de 343 ± 20,6 nm, a de PE controle 370 ± 55,9 nm e a de PE funcionalizado de 425 ± 24,7 nm. Os resultados mostraram que as Ag NPs não foram eficientes para inibição de adesão bacteriana nas superfícies consideradas, necessitando, portanto, de mais estudos físico-químicos para compreensão do aprisionamento da prata nas superfícies de processamento.