Control of foodborne pathogens using rhamnolipid and Apium graveolens oilresin

O controle bacteriano na indústria alimentícia é de extrema importância uma vez que os microrganismos são responsáveis por causar contaminações persistentes, levando à deterioração do alimento e à transmissão de doenças. Este trabalho teve por objetivo avaliar o potencial antimicrobiano do biossurfatante ramnolipídeo (RL) e de óleoresinas (OR) de aipo, noz moscada, alho, gengibre, pracaxi, patauá e buriti frente as bactérias patogênicas alimentares Listeria monocytogenes, Bacillus cereus e Escherichia coli enterohemorrágica (EHEC). O OR de aipo foi avaliado individualmente e em combinação com o RL. A atividade antimicrobiana foi determinada pelo método de microdiluição em caldo - concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida mínima (CBM). Biofilmes de L. monocytogenes e B. cereus foram formados em placas de microtitulação de poliestireno, respectivamente, nos meios de cultivo triptona de soja com extrato de levedura (TSYE) e caldo nutriente (CN) à 37ºC por 48 h e avaliados através da quantificação da biomassa e viabilidade celular após tratamento com os antimicrobianos. O RL apresentou efeito bacteriostático com CIM 125 &#956g/mL frente a L. monocytogenes e para B. cereus observou-se ação bactericida com CBM de 31,25 &#956g/mL. A triagem preliminar mostrou que, dentro da faixa das concentrações testadas, os óleos de buriti, pracaxi, patauá, alho e gengibre não apresentaram CIM frente aos patógenos. O OR de aipo inibiu o crescimento de L. monocytogenes e B. cereus com CIM de 3% e 0,75%, respectivamente. A combinação de 125 &#956g/mL de RL e 3% de óleo de aipo foi bacteriostática para L. monocytogenes, enquanto para B. cereus a combinação dos agentes foi bacteriostática com menor valor de CIM (7,81 &#956g/mL de RL e 0,19% de OR de aipo), sugerindo efeito sinérgico. A linhagem de Escherichia coli (EHEC) foi resistente aos agentes nas concentrações testadas. O RL removeu 70,7% dos biofilmes de L. monocytogenes após 24 h de tratamento, entretanto a redução da viabilidade celular foi maior após 2 h de contato com RL inibindo 66,6%. O OR de Aipo (6%) foi capaz de reduzir 57,1% da viabilidade celular após 24 h de tratamento, já a combinação do RL com OR de aipo foi eficaz em todos os tempos de tratamentos, com redução média de 49,5% de células viáveis do biofilme de L. monocytogenes. Para o biofilme de B. cereus o melhor tratamento (13h) com RL (31,25 &#956g/mL) removeu 71,5% do biofilme, enquanto que a combinação com o OR de aipo (15,62 &#956g/mL + 0,38%) foi capaz de remover 79,5% da biomassa. O RL (62,50 &#956g/ mL) mostrou inibição média de 85,4% da viabilidade celular de biofilme de B. cereus. O melhor tratamento com OR de aipo (1,50%) reduziu a viabilidade celular de B. cereus em 51,2%, após 2 h; e quando combinado com RL (15,62 &#956g/ mL + 0,38%) em 71,8%. RL e OR de aipo mostraram ação antimicrobiana frente a células planctônicas e sésseis de L. monocytogenes e B. cereus, sugerindo potencial para desenvolvimento de novas formulações naturais visando o controle destes patógenos alimentares.Bacterial control in the food industry is very important once many microorganisms are responsible for causing persistent contamination, leading to food deterioration and disease transmission. Research and development of natural antimicrobial agents is a trend of the market that has been gaining increasing interest. The aim of this study was to evaluate the antimicrobial potential of the rhamnolipid biosurfactant (RL) and celery oleoresin (OR) against food pathogens Listeria monocytogenes, Bacillus cereus and Escherichia coli enterohemorrhagic (EHEC) both in planktonic and in biofilms forms. Celery OR was evaluated individually and in combination with RL. Antimicrobial activity was determined by the broth microdilution method and expressed as minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC). Biofilms of L. monocytogenes and B. cereus were formed in polystyrene microtiter plates, respectively, in tryptone yeast extract (TSYE) and nutrient broth (NB) media at 37°C for 48 h. Biofilms were evaluated by quantification of biomass and cell viability after treatment with antimicrobials. RL presented bacteriostatic effect showing MIC of 125 &#956g/mL against L. monocytogenes and a bactericidal effect at 31.25 &#956g/mL against B. cereus. Preliminary screening showed that, within the range of tested concentrations, buriti, pracaxi, patauá, garlic and ginger oils did not show minimal inhibitory concentration against pathogens. Celery OR inhibited the growth of L. monocytogenes and B. cereus at MIC of 3% and 0.75%, respectively. The combination of 125 &#956g/mL RL and 3% celery oil was bacteriostatic for L. monocytogenes, while for B. cereus the combination effect was also bacteriostatic at a lower MIC (7.81 &#956g/mL RL and 0.19% celery OR), suggesting synergistic effect. Escherichia coli strain (EHEC) was resistant to all agents at the concentration tested. The biofilms of L. monocytogenes were removed by 70.7% after 24 h of treatment using RL (250 &#956g/mL), however, at shorter time (2 h) were more effective in reducing cell viability, showing an inhibition of 66,6%. Celery OR (6%) was able to reduce 57.1% of cell viability after 24 h of treatment, and the combination of RL and celery OR was effective at all treatment times, with a mean reduction of 49.5% of viable L. monocytogenes biofilm cells. Biofilms of B. cereus treated with RL (31.25 &#956g/ml) for 13 h were removed in 71.5%, while the combination of RL with celery OR (15.62 &#956g/mL + 0.38%) was able to remove 79.5%. The RL (62.50 &#956g/mL) reduced B. cereus biofilm viability by a mean of 85.4%. Treatment with celery OR (1.50%) reduced the cell viability of B. cereus in 51.2% after 2h and when combined with RL (15.62 &#956g/ mL + 0.38%) in 71.8%. The RL and celery OR showed antimicrobial activity against planktonic and sessile cells of L. monocytogenes and B. cereus suggesting potential to development of new natural formulations to control these food pathogens