Efecto de los fenilpropanoides en el crecimiento de bacterias lácticas de importancia en alimentos

Abstract

ABSTRACT: Antimicrobial compounds are more easily accepted by the consumer when they are naturally obtained. They have inhibitory or bactericidal effect against food-bome pathogens such as Listeria monocytogenes. Previous work has shown that the phenylpropanoids derived from Capsicum species such as t-cinnamic, p-coumaric and ferulic acids have inhibitory effect on different pthofenetic and toxicogenetic bacteria The use of lactic acid bacteria (LAB) and probiotic organisms in food promote many health benefits like the modulation of the intestinal microbiota and the host immune response, so its importance has grown worldwide. The purpose of this work was to determine the effect of some compounds belonging to the phenylpropanoid pathway on the growth curve of some LAB and to produce information about the possible action mechanisms of these compounds on these kind of bacteria. The following LAB were isolated, identified and conserved: Lactococcus lactis subsp. lactis, Streptococcus thermophiles, Lactobacillus delbruecki subsp. bulgaricus and Lactobacillus casei subsp. casei. The conservation was carried on by culture on agar slants and by freezing in the presence of glycerol. The effect of a Capsicum annum extract on the growth of the LAB was studied. Also, the effect of the different individual phenylpropaonids from the extract on the growth of the same LAB was studied and modeled using the Gompertz equation. Finally, the possible utilization of phenylpropanoids as the sole carbon source was assayed in a minimal medium to try to offer an explanation for the resistance of some LAB on these compounds. The Capsicum annum extract only have inhibitory effect on S. thermophilus. 0.2% cinammic acid decreased the growth of Lb. plantarum and casei. A similar effect was observed in the case of coumaric acid and Lb. plantarum and L. lactis. All the phenylpropanoids have bactericidal effect on S. thermophilus. Gompertz equation could be used adequately to model the behavior of the LAB in the presence of all the phenylpropanoids. Finally, Lb. casei could use caffeic, p-coumaric and ferulic acids as the sole carbon sources in a minimal medium. This definitely explains the resistance of this microorganism to these compounds and allows the simultaneous use of LAB and chili extracts to be used in foods as antimicrobials. On the other hand, S. thermophilus was not able to utilize cinnamic and cafeic acids in the minimal medium. This can be partially explain the susceptibility of this microorganism to this kind of antimicrobial compounds.

RESUMEN:Los antimicrobianos, tienen mayor aceptación por parte del consumidor si su origen es natural. Estos presentan eficacia contra algunas bacterias patógenas que causan enfermedades de tipo alimentario, como en el caso de Listeria monocytogenes, en la que en trabajos anteriores se encontró que existe inhibición en el crecimiento en presencia de fenilpropanoides tales como los ácidos t-cinámico, cumárico y ferúlico. El empleo de bacterias lácticas y pro bióticos que promueven beneficios en la salud como: modulación de la microbiota intestinal y de la respuesta inmune del organismo huésped ha adquirido una gran importancia en el ámbito de los alimentos en todo el mundo. El objetivo de este trabajo fue el de determinar el efecto de algunos compuestos que conforman la ruta de las fenilpropanoides en la curva de crecimiento de bacterias lácticas (BAL), así como aportar datos sobre el posible mecanismo de resistencia que presentan las BAL a la acción de este tipo de compuestos. Se aislaron, identificaron y estandarizaron cultivos de las siguientes BAL: Lactococcus lactis subsp. lactis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus y Lactobacillus casei subsp. casei. Los cultivos se mantuvieron tanto en tubo inclinado como en congelación con glicerol. Posteriormente se obtuvieron extractos de chile Capsicum annuum y se probó su efecto sobre el crecimiento de las BAL. Posteriormente se probó también el efecto de los componentes individuales sobre las mismas BAL. Posteriormente se probó también el efecto de los componentes individuales sobre las mismas BAL modelando por medio de la ecuación de Gompertz. Finalmente y con el objeto de explotar diferentes posibilidades en cuanto a los mecanismos de resistencia a los fenilpropanoides, se probó la posible utilización de este tipo de compuestos como única fuente de carbono en un medio mínimo. El extracto de chile Capsicum annuum sólo tuvo efecto inhibitorio sobre S. thermophilus. El ácido cinámico al 0.2% presentó disminución en el crecimiento de Lb. Plantarum y casei. Algo similar ocurrió con el ácido cumárico y Lb. Plantarum y L. lactis. Todos los compuestos probados tuvieron actividad bactericida sobre S. thermophilus. Todos los comportamientos pudieron modelarse con la ecuación de Gompertz. En cuanto a la posible utilización de este tipo de compuestos como única fuente de carbono en un medio mínimo, Lb. Casei subsp. casei utiliza como fuente de carbono los fenilpropanoides ácido cafeico, ácido p-cumárico y ácido felúrico. Esto explica la resistencia observada por esta BAL a los fenilpropanoides y permitiría el uso simultáneo de este microorganismo y extractos de chile como antimicrobianos en alimentos. Por otra parte, S. thermophilus es incapaz de utilizar los ácidos cinámico y cafeico en medio mínimo, lo que en parte explica su alta susceptibilidad a estos antimicrobianos.