Uso combinado de ultrassom e mistura de ácidos orgânicos na sanitização de alface mimosa

Abstract

Melhores métodos de sanitização pós-colheita são necessários para reduzir surtos de Doenças Transmitidas por Alimentos (DTA) de vegetais folhosos. O objetivo deste estudo foi investigar a inativação de Escherichia coli e Enterococcus faecium por misturas de ácidos orgânicos e ultrassom aplicados na sanitização de alface mimosa. Neste estudo, a eficácia de diferentes concentrações de ácidos orgânicos da solução sanitizante na redução microbiana foi avaliada através de delineamento experimental modelo simplex centroide de 3 componentes com E. coli e E. faecium como modelo de patógenos. O teste foi conduzido com ácido lático (x1), ácido málico (x2) e ácido cítrico (x3). Foram avaliados quatro tempos de contato para cada tratamento: 0,5, 1, 2 e 3 min. A análise de variância foi utilizada para determinar o melhor tempo de contato com o sanitizante. A ferramenta de otimização nos permitiu postular modelos e validá- los estatisticamente, bem como criar um perfil de previsão da melhor mistura de ácidos orgânicos para os dois microrganismos. Após a obtenção dos modelos, realizou-se uma otimização multialvo para maximizar o percentual de inibição de ambas as bactérias simultaneamente. Posteriormente, folhas de alface com biofilmes formados após inoculação com E. coli foram tratadas com ultrassom e diferentes sanitizantes (mistura otimizada de ácidos orgânicos e um sanitizante comercial, separadamente), pelo período otimizado na etapa anterior. A mistura ternária 1:1:1 apresentou maior redução microbiana do que as demais misturas binárias e ácidos puros contra as duas bactérias. O maior percentual de inativação bacteriana para E. coli (104,89 ± 2,72) e E. faecium (89,99 ± 3,63) foi obtido por 1 min de contato com a mistura ternária dos três ácidos. Entretanto, tratamentos combinados com ultrassom, tanto com a solução de ácidos orgânicos como com a solução comercial, não mostraram um efeito sinérgico na inativação de E. coli. A mistura de ácidos orgânicos otimizada se mostrou mais eficiente que o sanitizante comercial, reduzindo mais de 6 UFC/cm², independente do uso de ultrassom. A mistura de ácidos orgânicos mostrou atividade antimicrobiana mais forte do que ácidos puros e resultado semelhante de redução bacteriana quando utilizada isoladamente ou em combinação com a tecnologia de ultrassom. A mistura de ácidos orgânicos pode ser uma alternativa às soluções liberadoras de cloro para sanitização pós-colheita de vegetais folhosos. Os resultados do presente trabalho reforçam que a redução de microrganismos em amostras de alface depende da espécie microbiana alvo, do tipo de ácido orgânico utilizado, do tempo de tratamento e do método aplicado. Com relação ao uso de ultrassom, essa tecnologia deve ser melhor avaliada quanto às variáveis do processo, como intensidade e frequência aplicadas, para a utilização na maximização da sanitização de alface.

Better post-harvest sanitation methods are needed to reduce outbreaks of Foodborne Disease (FBD) of leafy vegetables. The aim of this study was to investigate the inactivation effect of mixtures of organics acids and ultrasound against biofilms of Escherichia coli and Enterococcus faecium on the surface of mimosa lettuce leaves. Initially, the effectiveness of different concentrations of organic acids on microbial reduction was evaluated using a 3-component simplex centroid model experimental design with E. coli and E. faecium as a model of foodborne pathogens. The experiment was conducted with lactic acid (x1), malic acid (x2) and citric acid (x3). Four contact times were evaluated for each treatment: 0.5, 1, 2 and 3 min. Analysis of variance was used to determine the best contact time with the sanitizer. The optimization tool allowed us to postulate models and validate them statistically, as well as create a predictive profile of the best mixture of organic acids for the two microorganisms. After obtaining the models, a mutitarget optimization was performed to maximize the inhibition percentage of both bacteria simultaneously. Subsequently, lettuce leaves with biofilms formed after inoculation with E. coli were treated with ultrasound and different sanitizers (optimized mixture of organic acids and commercial sanitizer) for the period optimized in the previous step. The 1:1:1 ternary mixture showed greater microbial reduction than the other binary mixtures and pure acids against both bacteria. The highest percentage of bacterial growth inhibition for E. coli (104,89 ± 2.72) and E. faecium (89.99 ± 3.63) was obtained for 1 min of contact with the ternary mixture of the three acids. However, combined treatments with ultrasound, both the organic acid solution and the commercial solution, did not show a synergistic effect on the inactivation of E. coli biofilms. The optimized mixture of organic acids proved to be more efficient than the commercial sanitizer, reducing more than 6 CFU/cm², regardless of the use of ultrasound. The mixture of organic acids showed stronger antimicrobial activity than pure acids and similar bacterial reduction results when used alone or in combination with ultrasound technology. The mixture of organic acids can be an alternative to chlorine solutions for post-harvest sanitization of fresh produce. The results of the present work reinforce that the biofilm reduction in lettuce samples depends on the target microbial species, the type of organic acid, the treatment time and the applied method. Regarding the use of ultrasound, this technology should be better evaluated in terms of process variables, such as applied intensity and frequency, for use in lettuce sanitization.