Study on the antimicrobial effect of natural compounds, as an alternative to synthetic preservatives

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biológica (área de especialização em Tecnologia Química e Alimentar)A atual tendência dos consumidores por produtos naturais tem vindo a traduzir-se numa procura constante por alternativas à utilização de conservantes sintéticos. Neste sentido, a incorporação de extratos naturais, que garantam a estabilidade microbiológica dos produtos, apresenta-se como uma área promissora. O presente estudo visa a aplicação de compostos antimicrobianos à base de óleos essenciais, como forma de substituir o sorbato de potássio (E202), atualmente utilizado nos preparados FRULACT. A sua utilização deverá permitir aumentar a aceitação por parte do consumidor final, bem como prevenir contaminações ambientais, levando, igualmente, a um aumento da autenticidade do preparado. A avaliação da capacidade antimicrobiana dos óleos essenciais testados, foi efetuada avaliando a sua CMI sobre microrganismos isolados de matérias-primas e do ambiente industrial, identificados por RT-PCR. Dada a dosificação dos preparados em iogurte, estudou-se paralelamente o efeito dos óleos essenciais nas culturas starter dessa matriz. Para além disso, e porque estes compostos se caraterizam por possuírem propriedades organoléticas peculiares, impôs-se a realização de uma série de análises sensoriais com recurso a provadores internos da empresa. Os resultados permitiram concluir que os óleos essenciais de Bay, Thym e Girofle clou apresentaram valores de CMI inferiores, quando comparados com os restantes óleos essenciais testados. Mais ainda, não se verificou influência nas culturas lácticas analisadas - S. thermophilus com lg(UFC/g) superior a 8 - e a aceitação dos provadores a nível organolético, apesar de não ser total, foi boa indicadora da possível aplicação dos óleos de Girofle clou e de Thym, no PC (preparado de cereais) e no PFB (preparado de frutos do bosque), respetivamente. Por último, a contaminação dos preparados com culturas de fungos filamentosos pertencentes aos géneros Aspergillus sp e Penicillium sp. revelou a incapacidade do óleo essencial de Thym em controlar o desenvolvimento fúngico, enquanto a utilização de Girofle clou levou a um decréscimo superior a 2, em termos de lg(UFC/g), da carga inicial. Ainda assim, com este óleo essencial, não foi possível garantir a estabilidade do preparado durante os 42 d de acondicionamento das matrizes sob condições de refrigeração.The consumer’s current trend for natural products has created a constant demand for alternatives to the use of synthetic preservatives. As so, the incorporation of natural extracts that ensure the microbiological stability of the products has become a promising area. The present study aims for the application of antimicrobial compounds based on essential oils, as a way to substitute potassium sorbate (E202), currently used on FRULACT preparations. Their use should allow for the increase of the final consumer’s acceptation, as well as prevent environmental contaminations, leading to an increase on authenticity of the preparation. The evaluation of the antimicrobial activity of the tested essential oils was made by evaluating the MIC for microorganisms that were isolated from the raw materials and industrial environment, identified by RT-PCR. Due to the dosage of the preparations in yoghurt, the effect of essential oils on the starter cultures of that matrix has been studied, as well. Besides that, and because these compounds are characterized by their peculiar organoleptic properties, the realization of a series of sensorial analysis was in order, achieved with the help of internal (part of the company) tasting subjects. The results lead to the conclusion that Bay, Thym and Griofle clou essential oils exhibit the lowest MIC values, when compared to the remaining essential oils that were also tested. Moreover, there was no influence on the analysed lactic cultures - S. thermophilus with lg(CFU/g) exceeding 8 – and the acceptation of the tasters at the organoleptic level, despite it not being unanimous, was a good indicator for the possible application of the Girofle clou and Thym oils, on cereals preparation (PC) and field berry preparation (PFB), respectively. Finally, the contamination of the preparation with filamentous fungi belonging to Aspergillus sp. and Penicillium sp. genera, revealed the Thym’s essential oil incapacity on fungal development control, while the utilization of Girofle clou leads to a decrease of more than 2, referring to lg(CFU/g), on the initial load. Even so, using this essential oil, it hasn’t been possible to ensure the stability of the preparation over the 42 d of matrix storage under refrigeration conditions