Avaliação das atividades antimicrobiana, antioxidante e capacidade de bioacumulação de selênio em células de Enterococcus

Abstract

As bactérias ácido lácticas (BAL) possuem papel importante em uma ampla variedade de alimentos, incluindo produtos lácteos e cárneos. Neste trabalho foram investigadas as atividades antimicrobiana e antioxidante, do sobrenadante bruto e do extrato intracelular, de 36 BAL isoladas de produtos lácteos e cárneos. Estas bactérias foram identificadas através do seqüenciamento do rRNA da região 16S. A análise através do GenBank BLAST revelou que todos os isolados pertencem ao gênero Enterococcus. Três isolados foram identificados como E. hirae, um isolado como Enterococcus sp., 17 como E. faecium e 15 como E. faecalis. A atividade antimicrobiana frente ao microrganismo indicador Listeria monocytogenes foi observado em 21 isolados, utilizando o sobrenadante bruto, destacando-se com os maiores halos de inibição os isolados IS 196 (10,7 mm) e IS 197 (11,0 mm) e, em 7 isolados, utilizando o extrato intracelular, os maiores halos de inibição foram obtidos com os isolados IS 196 (9,7 mm) e IS 197 (9,3 mm), sendo estes dois isolados identificados como E. faecium. A avaliação da atividade antioxidante foi realizada por três métodos distintos. Os 36 isolados apresentaram atividade antioxidante pela determinação às Substâncias Reativas ao Ácido Tiobarbiturico (TBARS), utilizando tanto o sobrenadante bruto quanto o extrato intracelular. A A capacidade antioxidante também foi verificada pelo seqüestro de radicais livres através do método de ABTS (2,2 azino-bis (3-•+etilbenzotiazolino-6-ácido sulfônico)) e pela captura do radical DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazil). Nestes dois métodos verificou-se que apenas as amostras do sobrenadante bruto demonstraram capacidade antioxidante. A atividade antioxidante mais elevada foi observada nos isolados IS 196 e IS 197. Foi realizado também o enriquecimento das espécies de Enterococcus com selênio (Selenito de Sódio - Se(IV)). Neste estudo, selecionaram-se os isolados que bioacumularam maior concentração de Se(IV) na biomassa, BAL 14 e BAL 18, identificados como E. faecalis e E. faecium, respectivamente. Os isolados tiveram ótimo crescimento à 35ºC por 24 h (DO BAL 14=1,4 e BAL 18=1,5), a remoção 600ótima do selênio foi verificada com o pH inicial de 7,0 e temperatura de 25ºC. Através da curva de crescimento observou-se que após 8 h de incubação, as culturas BAL 14 e BAL 18 apresentaram a maior produção de biomassa (DO=1,42 e 1,41) e bioremoção do Se(IV) (14,89 e 14,79 mg L), 600-1respectivamente. Quantidade considerável de selênio foi detectada na biomassa de E. faecium (0,4599 mg g de peso seco e E. faecalis (0,4759 mg g de peso -1-1seco). Estes resultados mostram que estas bactérias podem auxiliar particularmente na redução ou inibição de microrganismos patogênicos, na inibição da oxidação de alimentos e ração animal, bem como reduzir os danos oxidativos provocados pela produção de radicais livres nos organismos vivos. A absorção significativa de Se(IV) pelas espécies de Enterococcus observados neste estudo, indicam que estes microrganismos podem ser utilizados para estudos posteriores visando à suplementação alimentar animal, através da utilização da biomassa produzida pelos Enterococcus enriquecidos com Se(IV).

The lactic acid bacteria (LAB) have an important role in a wide variety of foods, including dairy products, meat and fermented foods. In this study, antimicrobial and antioxidant activities of culture supernatants and intracellular extracts of 36 LAB isolated from meat and dairy products were investigated. These bacterial were identified by 16S rRNA sequencing. GenBank BLAST analysis revealed that all the isolates belong to the genus Enterococcus. Three isolates were identified as E. hirae, one isolate as Enterococcus sp., 17 as E. faecium and 15 as E. faecalis. Antimicrobial activity against the indicator microorganism Listeria monocytogenes was observed for 21 supernatants culture, it is highlighted with the largest inhibition zones the strains IS196 (10.7 mm) and IS197 (11.0 mm), and 7 strains using cell extracts, showed the highest inhibition zones. Strains IS196 (9.7 mm) and IS197 (9.3 mm) were identified as E. faecium. Evaluation of antioxidant activity was performed by three different methods. The 36 isolates showed antioxidant activity to determination Thiobarbituric Acid Reactive Substances (TBARS) method with supernatant culture and cell-free extract. Antioxidant capacity was also observed for the scavenger of free radicals by the method of ABTS (2,2-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)) and the capture of the •+radical DPPH (2,2-diphenyl-1 - picrylhydrazyl). These two methods showed that only supernatant culture samples had antioxidant capacity. The highest antimicrobial and antioxidant activities were observed by E. faecium, IS196 and IS197. It also was performed the enrichment of Enterococcus species with Selenium (Sodium selenite - Se(IV)). In these study, it was selected the isolates with highest selenium bioaccumulation capacity, LAB 14 and LAB 18, identified as E. faecalis and E. faecium, respectively. The isolates had high growth at 35ºC for 24 h (DO BAL 14=1.4 and BAL 18=1.5), and the Se(IV) removal was maximum 600at inicial pH 7.0 and 25ºC. Time course experiment showed that both LAB 14 and LAB 18 had highest biomass production (OD=1.42 and 1.41) and Se(IV) 600bioremoval (14.89 and 14.79 mg L) respectively -1after 8 h of incubation. Substantial amount of selenium was detected in biomass of E. faecium (0.4599 mg g-1 of dry weight and E. faecalis (0.4759 mg g-1 of dry weight). These results showed that these bacteria can particularly help to reduce or inhibit pathogenic microorganisms, in the inhibition of oxidative spoilage in foods and animal feed, as well as, reduce oxidative damage caused by free radical production in living organisms. The significant uptake of Se(IV) by the Enterococcus species observed in this study, indicate that they can be used to deliver dietary selenium through feed augmentation with Se(IV)-enriched Enterococcus biomass.