Caracterização e quantificação de bactérias descarboxiladoras de histidina e sua relação com a presença de histamina no pescado

Abstract

A qualidade do pescado é de grande importância, visto que é um alimento de alto valor nutritivo, entretanto muito suscetível à deterioração e formação de substâncias prejudiciais ao homem. Dentre as substâncias produzidas está a histamina, que é uma amina biogênica encontrada em alimentos. Quando ingerida em grande quantidade pode causar intoxicação alimentar. No pescado, a histamina pode ser produzida no tecido muscular através da descarboxilação do aminoácido histidina. Essa reação é catalisada pela enzima histidina descarboxilase (Hdc) produzida por bactérias. Más práticas de produção, higiene e a manutenção inadequada do pescado na cadeia do frio potencializam a presença de histamina no pescado. Testes para determinar e quantificar a histamina e as bactérias responsáveis pela produção da histamina no pescado é importante para a saúde pública e segurança alimentar. Entre as técnicas, destaca-se a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), um dos principais métodos de referência para identificação e quantificação de histamina em alimentos A técnica por HPLC com detector de arranjo de diodos (DAD) permitido a determinação rápida e eficiente de histamina em alimentos. A Reação em Cadeia da Polimerase quantitativa (qPCR) em tempo real foi usada para a identificação e quantificação do gene da enzima histidina descarboxilase (gene hdc) presente nas bactérias descarboxiladoras de histidina. A qPCR apresenta inúmeras vantagens, principalmente por detectar células viáveis e não viáveis, é uma técnica mais rápida, específica, sensível e de boa reprodutibilidade. O sequenciamento de alto rendimento (HTS) através da amplificação do gene 16S rRNA foi um aliado para identificação e caracterização da microbiota presente no tecido muscular dos peixes e relaciona-las com as bactérias produtoras de histamina em peixes. Portanto, o objetivo deste estudo foi detectar e quantificar bactérias capazes de descarboxilar a histidina livre e relacionar a quantidade de histamina e sua microbiota em peixe fresco e congelado. De acordo com os resultados obtidos por HPLC-DAD, a concentração de histamina ficou acima de 200 mg kg-1 em todas as amostras de corvinas frescas e das sardinhas frescas e congeladas O gene da histidina descarboxilase (hdc) de bactérias Gram negativas, Morganella morganii e Enterobacter aerogenes foi quantificado em todas as amostras de peixes. Os microrganismos mais abundantes presentes nas corvinas frescas foram bactérias pertencentes a família Moraxellaceae, enquanto Pseudomonadaceae esteve mais presente nas amostras de inverno. Nas sardinhas frescas os gêneros Macrococcus, Acinetobacter e Pseudomonas foram mais prevalentes, enquanto, nas sardinhas congeladas aos gêneros Phyllobacterium, Pseudomonas e Acinetobacter foram mais presentes. Os métodos utilizados demonstram ser úteis na avaliação da qualidade microbiológica e química dos peixes comercializados no mercado, frescos e congelados e, no futuro, poderão fazer parte do sistema estratégico de rastreabilidade da histamina na cadeia de produção de peixes.

The quality of fish is of great importance, as it is a food of high nutritional value, yet very susceptible to spoilage and formation of substances harmful to man. Among the substances produced is histamine, which is a biogenic amine found in foods. When ingested in large quantities it may cause food poisoning. In fish, histamine can be produced in muscle tissue by decarboxylation of the amino acid histidine. This reaction is catalyzed by the histidine decarboxylase enzyme (Hdc) produced by bacteria. Poor production practices, hygiene and improper maintenance of cold chain fish potentiate the presence of histamine in the fish. Testing to determine and quantify histamine and the bacteria responsible for histamine production in fish is important for public health and food safety. Among the techniques, we highlight the high performance liquid chromatography (HPLC), one of the main reference methods for identification and quantification of histamine in foods. Currently, the diode array detector (DAD) HPLC technique has been studied for fast and efficient determination of histamine in foods. Another analysis is the real-time quantitative polymerase chain reaction (qPCR) being studied for the identification and quantification of the histidine decarboxylase enzyme gene (hdc gene) for the identification of histidine decarboxylating bacteria. qPCR has many advantages, mainly because it detects viable and non-viable cells. It is a faster, specific, sensitive and reproducible technique. High Throughput Sequencing (HTS) by amplifying the 16S rRNA gene can be an ally for identifying the microbiota present in fish muscle tissue and relating them to histamine-producing bacteria in fish. Therefore, the aim of this study was to detect and quantify bacteria capable of decarboxylating free histidine and to relate the amount of histamine and its microbiota in fresh and frozen fish. According to the results obtained by HPLC-DAD, the histamine concentration was above 200 mg kg-1 in all fresh and frozen sardines samples. The histidine decarboxylase (hdc) gene from Gram negative bacteria Morganella morganii and Enterobacter aerogenes was quantified in all fish samples. The most abundant microorganisms present in fresh Whitemouth croaker were bacteria belonging to the Moraxellaceae family, while Pseudomonadaceae was more present in winter samples. In fresh sardines the genera Macrococcus, Acinetobacter and Pseudomonas were more prevalent, while in frozen sardines the genera Phyllobacterium, Pseudomonas and Acinetobacter were more present. The methods used prove to be useful in assessing the microbiological and chemical quality of fresh and frozen commercially marketed fish and may in future be part of the strategic histamine traceability system in the fish production chain.