Development, characterization and antimicrobial activity evaluation of nanoliposomes containing nisin and garlic extract (Allium Sativum L.)

A segurança dos alimentos é uma questão importante para a indústria e os consumidores de alimentos. Neste contexto, a indústria de alimentos tem um desafio tecnológico devido ao aumento da preocupação sobre a utilização de conservantes químicos e ao aumento da demanda por alimentos mais naturais e minimamente processados. Este trabalho teve como objetivos a incorporação de extrato de alho em nano estruturas de fosfatidilcolina e avaliação da sua atividade antimicrobiana contra Listeria monocytogenes; avaliou-se, a produção de nanolipossomas com a combinação de nisina e extrato de alho, e avaliar a sua atividade antimicrobiana contra bactérias Gram-negativas e Gram-positivas. Como resultado, foram obtidos nanolipossomas contendo extrato de alho com 174,6 nm de diâmetro hidrodinâmico, polidispersividade de 0,26; potencial zeta de -16,2 mV e eficiência de encapsulação de 47,46%. Estes nanolipossomas reduziram em 4 ciclos logarítmicos a contagem de células viáveis em quatro das cinco cepas de Listeria spp testesdos, depois de 10 horas de incubação a 37°C em leite integral. No segundo momento, foram desenvolvidos nanolipossomas contendo a mistura nisina/extrato de alho, os quais apresentaram um diâmetro hidrodinâmico de 179 nm, potencial zeta de -27,7 mV e uma eficiência de encapsulação de 82% e 90%, para nisina e extrato de alho respectivamente. Estes nanolipossomas reduziram em 5-6 ciclos logarítmicos a contagem de células viáveis de bactérias gram-positivas em 3-4 ciclos logarítmicos a contagem de bactérias gram-negativas, comparados com o controle, quando incubadas em leite integral a 37°C. Os produtos livres e encapsulados (extrato de alho e nisina/extrato de alho) apresentaram idênticos resultados de atividade antimicrobiana. Sendo assim, é possível afirmar que o processo de encapsulção manteve as propriedades antimicrobianas dos compostos analisados. Os resultados deste estudo indicam que nanolipossomas que contêm a combinação de nisina e extrato de alho têm um alto potencial como antimicrobiano para uso em alimentos.Food safety is an important issue for the industry and food consumers. In this context, food industry has a technological challenge due to increase of the concern about the use of chemical preservatives and the rising demand for more natural and minimally processed foods. This study aimed to the incorparation of garlic extract into nano estrutures of phosphatidilcholine and evaluation of its antimicrobial activity against Listeria monocytogenes; also, to produce nano liposomes with the combination of nisin and garlic extract and the evaluation of its antimicrobial activity against gram-negative and gram-positive bacteria. As results, were obtained nano liposomes containing garlic extract with 174.6 ± 17.3 nm of hidrodinamic diameter, polidispersivity index of 0.26, zeta potencial of -16,2 mV and with an entrapment efficiency of 47.46%. These nano liposomes decreased in 4 log cycles in viable cell counts in four of the five strains of Listeria spp. tested, later of 10 hours of incubation at 37°C in whole milk. In a second moment, were development nano liposomes containing the combination of nisin/garlic extract, which had a hidrodinamic diameter of 179 nm, zeta potencial of -27.7 mV and an entrapment efficiency of 82% and 90% for nisin and garlic extract, respectively. These nanoliposomes decreased in 5-6 log cycles the viable gram-positive bacteria counts and 3-4 log cycles the viable gram-negative bacteria counts, comparated with the control, when incubated in whole milk at 37°C. The free and encapsulated products (garlic extrac and nisin/garlic extract) showed identical results of antimicrobial activity. Therefore, it can say that the encapsulation process kept the antimicrobial properties of the compounds analyzed. The results of this study indicate that nanoliposomes containing the combination of nisin and garlic extract has a hight potencial as antimicrobial for food use