Efecto del d-limoneno en forma de nanoemulsión en la viabilidad de listeria monocytogenes en alimentos

Resumen

La sociedad actual demanda cada vez más productos menos procesados y listos para su consumo pero que mantengan los mismos niveles de seguridad alimentaria. A su vez, rechaza aquellos alimentos que presenten aditivos químicos. Este hecho ha promovido el estudio de la aplicación de sustancias naturales en los alimentos que permitan, no sólo alcanzar niveles similares de conservación a los logrados con aditivos químicos, sino que también permiten reducir la intensidad de los tratamientos de procesado aplicados a los alimentos. En esta Tesis Doctoral se escogieron los aceites esenciales como antimicrobianos naturales objeto de estudio. La aplicación de los aceites esenciales en los alimentos presenta el principal problema de su inmiscibilidad en medio acuoso, lo que disminuye su acción y hace necesarias concentraciones de principio activo muy elevadas que interfieren negativamente en las propiedades organolépticas del producto. Debido a esto, surge la necesidad de estudiar nuevas técnicas de aplicación de los aceites esenciales que aumenten la solubilidad de los mismos en medio acuoso y faciliten su empleo por parte de la industria alimentaria. Se seleccionó Listeria monocytogenes como microorganismo diana por ser un microorganismo patógeno de transmisión alimentaria. La importancia de este patógeno viene estrechamente relacionada con el aumento del consumo de “alimentos listos para su consumo” o “ready-to-eat”, el cual ha ocasionado un aumento del número de casos de enfermedad atribuidos a este microorganismo. Se ha estudiado el efecto de nanoemulsiones de D-limoneno sobre el crecimiento, la viabilidad y la inactivación de L. monocytogenes en distintos medios de cultivo y alimentos, evaluando además la influencia de ciertos parámetros como el pH. Se evaluó el crecimiento y la viabilidad de L. monocytogenes en medios de cultivo y alimentos (caldo de pollo y crema de verduras), suplementados con una concentración de 0,5 mM de D-limoneno nanoemulsionado y sin nanoemulsionar. Los resultados mostraron mayor efectividad cuando se aplicó el D-limoneno en forma de nanoemulsión que al aplicarlo directamente, además los resultados fueron muy satisfactorios cuando se aplicó el D-limoneno y la nisina de manera combinada. La concentración inicial de L. monocytogenes disminuyó tres ciclos logarítmicos en todos los medios de cultivo y alimentos ensayados tras los primeros 90 minutos de la adición conjunta de los antimicrobianos nanoemulsionados. Además, se inhibió el crecimiento de L. monocytogenes durante las cuatro semanas que duró el experimento. A continuación se estudió el efecto antimicrobiano combinado de nanoemulsiones de D-limoneno y tratamientos térmicos suaves en medio de cultivo. La termorresistencia de L. monocytogenes se redujo de dos a cinco veces cuando se agregó una concentración 0,5 mM de D-limoneno directamente al medio de calentamiento. Sin embargo, cuando se adicionó la misma concentración de D-limoneno en forma de nanoemulsión, la termorresistencia se redujo en unas cien veces en todas las temperaturas ensayadas. Finalmente se evaluó el efecto antimicrobiano combinado de nanoemulsiones de D-limoneno y tratamientos térmicos suaves en alimentos líquidos. El D-limoneno nanoemulsionado disminuyó la termorresistencia de L. monocytogenes en casi 90 veces cuando se aplicó en zumo de manzana. Sin embargo el efecto prácticamente desapareció en el resto de alimentos ensayados. Por este motivo, se estudió la influencia de distintos componentes de los alimentos en la disminución del efecto antimicrobiano del D-limoneno nanoemulsionado. Para ello se utilizó un modelo de zumo de zanahoria, que se preparó eliminando de la formulación alguno(s) de sus componentes. Se pudo comprobar que ciertos componentes, como fueron la grasa y la fibra, afectaban notablemente al efecto antimicrobiano del D-limoneno. La tecnología de nanoemulsionado de los aceites esenciales y sus componentes aumenta considerablemente la solubilidad de los mismos en medio acuoso, aumentando su efecto antimicrobiano. Además, la tecnología de nanoemulsionado en combinación con tratamientos térmicos suaves disminuyó considerablemente la termorresistencia del microorganismo estudiado cuando se aplicaron en caldo de cultivo y zumo de manzana, siendo necesarios tratamientos térmicos del orden de cien veces menos intensos para conseguir los mismos niveles de destrucción del microorganismo. Finalmente se pudo apreciar que ciertos componentes de los alimentos estudiados en esta tesis, como la fibra y la grasa, disminuyeron el efecto antimicrobiano del D-limoneno. El empleo de aceites esenciales en forma de nanoemulsión solventaría en gran medida los problemas planteados por la industria alimentaria para el uso de estos compuestos en los alimentos. http://repositorio.bib.upct.es/dspace/