Determinación de la capacidad antimicrobiana de películas biodegradables enriquecidas con metalo compuestos iónicos de Mn(III) para su aplicación como envase alimentario

Abstract

[SPA] La OMS estima que los alimentos contaminados afectan a 600 millones de personas y causan 420.000 muertes anuales. En este contexto, la contaminación bacteriana en productos lácteos representa una de las mayores amenazas para la seguridad alimentaria con brotes asociados a Escherichia coli O157:H7, Salmonella enterica, Listeria monocytogenes y Staphylococcus aureus.

Con el objetivo de contribuir a la seguridad alimentaria este trabajo de Fin de Grado tuvo como objetivo evaluar la capacidad antimicrobiana de un complejo manganosalen (MnC23O7N2H29) con el fin de introducirlo en envasas comestibles biodegradables.

Para ello se realizaron distintos ensayos incluyendo, la determinación de la concentración mínima inhibitoria (CMI), pruebas de difusión en agar mediante aplicación en gota, tanto del compuesto individual como combinado con el quitosano a distintas concentraciones, y ensayo de cinética de muerte bacteriana utilizando cepas de las especies mencionadas.

La CMI de MnC23O7N2H29 fue de 0,469 mg/mL (S. aureus y S. enterica), 1,094 mg/mL (STEC) y 1,25 mg/mL (L. monocytogenes). Los ensayos de difusión mostraron halos de inhibición a concentraciones iguales o superiores a 5 mg/mL en las cuatro cepas evaluadas, siendo S. aureus la más resistente al complejo. La combinación de MnC23O7N2H29 con quitosano no evidenció efecto sinérgico, observándose que la inhibición correspondía principalmente al quitosano. El crecimiento bacteriano en presencia de 5 mg/mL del complejo disminuyó significativamente en comparación con el control durante las 3, 6 y 24 h de estudio. Se observó efecto bactericida (reducción igual o superior a 3 log) a las 6 h en todas las cepas, excepto en S. enterica, donde se alcanzó a las 24 h.

Los resultados muestran una actividad antimicrobiana dependiente de la cepa o especie, y sugieren que el complejo es un agente prometedor para su incorporación en matrices alimentarias. No obstante, se requieren estudios adicionales para confirmar su eficacia en condiciones reales.

[GLG] A OMS estima que os alimentos contaminados afectan a 600 millóns de persoas e causan 420.000 mortes anuais. Neste contexto, a contaminación bacteriana en produtos lácteos representa unha das maiores ameazas para a seguridade alimentaria con gromos asociados a Escherichia coli O157:H7, Salmonella enterica, Listeria monocytogenes e Staphylococcus aureus.

Co obxectivo de contribuír á seguridade alimentaria, este traballo de Fin de Grao tivo como obxectivo avaliar a capacidade antimicrobiana dun complexo manganosalen (MnC23O7N2H29) co fin de introducilo en envases comestibles biodegradables.

Para iso realizáronse distintos ensaios, incluíndo a determinación da concentración mínima inhibitoria (CMI), probas de difusión en agar mediante aplicación en gota, tanto do composto individual como combinado co quitosano a distintas concentracións, e ensaio de cinética de morte bacteriana empregando cepas das especies mencionadas.

A CMI de MnC23O7N2H29 foi de 0,469 mg/mL (S. aureus e S. enterica), 1,094 mg/mL (STEC) e 1,25 mg/mL (L. monocytogenes). Os ensaios de difusión mostraron halos de inhibición a concentracións iguais ou superiores a 5 mg/mL nas catro cepas avaliadas, sendo S. aureus a máis resistente ao complexo. A combinación de MnC23O7N2H29 con quitosano non evidenciou efecto sinérxico, observándose que a inhibición correspondía principalmente ao quitosano. O crecemento bacteriano en presenza de 5 mg/mL do complexo diminuíu significativamente en comparación co control durante as 3, 6 e 24 h de estudo. Observouse efecto bactericida (redución igual o superior a 3 log) ás 6 h en todas as cepas, agás en S. enterica, onde se alcanzou ás 24 h.

Os resultados mostran unha actividade antimicrobiana dependente da cepa ou especie, e suxiren que o complexo é un axente prometedor para a súa incorporación en matrices alimentarias. Non obstante, son necesarios estudos adicionais para confirmar a súa eficacia en condicións reais.

[ENG] The WHO estimates that contaminated food affects 600 million people and causes 420,000 deaths annually. In this context, bacterial contamination in dairy products represents one of the greatest threats to food safety with outbreaks linked to Escherichia coli O157:H7, Salmonella enterica, Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus.

With the aim of contributing to food safety, this Final Degree Project aimed to evaluate the antimicrobial capacity of a manganosalen complex (MnC23O7N2H29) in order to introduce it into biodegradable edible packaging.

To this end, different tests were carried out, including the determination of the minimum inhibitory concentration (MIC), agar diffusion tests by droplet application, both of the individual compound and combined with chitosan at different concentrations, and bacterial death kinetics test using strains of the aforementioned species.

The MIC of MnC23O7N2H29 was 0.469 mg/mL (S. aureus and S. enterica), 1.094 mg/mL (STEC) and 1.25 mg/mL (L. monocytogenes). Diffusion assays showed inhibition halos at concentrations equal to or greater than 5 mg/mL in the four strains evaluated, with S.aureus being the most resistant to the complex. The combination of MnC23O7N2H29 with chitosan did not show a synergistic effect, and it was observed that the inhibition corresponded mainly to chitosan. Bacterial growth in the presence of 5 mg/mL of the complex decreased significantly compared to the control during the 3, 6 and 24 h study. Bactericidal effect (reduction equal to or greater than 3 log) was observed at 6 h in all strains, except in S. enterica, where it was reached at 24 h.

The results show an antimicrobial activity dependent on the strain or species, and suggest that the complex is a promising agent for incorporation into food matrices. However, additional studies are required to confirm its efficacy in real conditions.