Nisin and ε-poly-L-lysine as natural antimicrobials towards spoilage-associated Lactobacillus plantarum / Combinação de nisina e ε-poly-L-lysina como antimicrobianos naturais contra Lactobacillus plantarum associado à deterioração

ABSTRACT

ABSTRACT Sausages are highly susceptible to microbial spoilage. Lactic acid bacteria (LAB) is the main group of spoilage bacteria in vacuum packed cooked sausages. To control microbial growth natural antimicrobials have been used as food preservatives. The aim of this study was to identify strains of lactic acid bacteria isolated from spoiled commercial Calabresa sausages and use them in an in vitro challenge with the natural antimicrobials, nisin (NI) and ε-poly-L-lysine (ε-PL). Mass spectrometry identification of LAB isolated from sausages using MALDI-TOF revealed a predominance of L. plantarum in the LAB population. RAPD-PCR of L. plantarum strains showed four different genetic profiles. Minimal inhibitory concentration (MIC) and minimal bactericidal concentration (MBC) of NI and ε-PL, alone and in combination, against a pool of different profiles L. plantarum were determined. MIC of NI and ε-PL were 0.468 mg/ L and 75 mg/ L; respectively, whereas MBC of NI and ε-PL were 12.48 mg/L and 150 mg/L, respectively. The combined effect of NI and ε-PL was determined using concentrations at 1/4 and 1/8 of individual MICs. Synergistic effect was confirmed at both concentrations showing a fractional inhibitory concentration index of 0.5 and 0.2, respectively. The combination of NI and ε-PL at a small concentration of 0.05 mg/L and 9.375 mg/L, respectively, showed inhibitory effect towards spoilage L. plantarum Results show the potential of the combined use of NI and ε-PL to control sausage spoilage-associated with lactobacilli.

RESUMO

RESUMO Linguiças são altamente susceptíveis à deterioração microbiana. As bactérias ácido lácticas (BAL) são o principal grupo de bactérias deteriorantes em linguiças cozidas embaladas a vácuo. Para controlar o crescimento microbiano, antimicrobianos naturais têm sido utilizados como conservantes de alimentos. O objetivo deste estudo foi identificar cepas de bactérias ácido lácticas isoladas de linguiças Calabresa em deterioração e utilizá-las como modelo in vitro com os antimicrobianos naturais nisina (NI) e ε-poly-L-lysina (ε-PL). A identificação por espectrometria de massa das BAL isoladas das linguiças usando a técnica de MALDI-TOF revelou predominância de L. plantarum. A PCR-RAPD revelou quatro perfis genéticos diferentes. A concentração inibitória mínima (CIM) e a concentração bactericida mínima (CBM) de NI e ε-PL, individualmente e em combinação, contra o pool de L. plantarum foram determinadas. O valor de CIM de NI e ε-PL foi 0,468 mg/L e 75 mg/L, respectivamente, e de CBM de NI e ε-PL foi 12,48 mg/L e 150 mg/L, respectivamente. O efeito da combinação de NI e ε-PL foi determinada usando concentrações de 1/4 e 1/8 dos CIMs individuais. O efeito sinérgico foi confirmado em ambas concentrações mostrando um índice de concentração inibitório fracionado de 0,5 e 0,2, respectivamente. A combinação de NI e ε-PL em baixa concentração, 0,05 mg/L e 9,375 mg/L, respectivamente, mostrou efeito inibitório contra L. plantarum. Os resultados demonstram o potencial do uso combinado de NI e ε-PL para o controle de lactobacilos associados à deterioração em linguiça.