Aplicações Industriais

2.7.1 Bioconservante de alimentos

Os conservantes químicos artificiais são empregados para manter a vida de prateleira desejada, limitando o número de microrganismos deteriorantes e/ou patogênicos capazes de se desenvolverem nos alimentos, porém aumentam os riscos à saúde humana. Deste ponto de vista, têm sido crescente a procura por alimentos minimamente processados, que mantenham suas características mais próximas do natural. Conseqüentemente, diversos pesquisadores buscam novas tecnologias de processamento que forneçam alimentos microbiologicamente estáveis.

Diversos agentes antimicrobianos naturais são encontrados em animais, plantas e microrganismos, que são freqüentemente utilizados como agentes de defesa nos organismos que os sintetizam. Exemplos típicos incluem lactoperoxidases (leite), lisozima (clara do ovo), saponinas e flavonóides (ervas e especiarias), quitosana (camarão) e bacteriocinas (BAL) (DEVLIEGHERE; VERMEIREN; DEBEVERE, 2004). Entretanto, existem vários requisitos legais para a aplicação em escala industrial.

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De acordo com Deegan et al. (2006), as bacteriocinas comercializadas são a nisina produzida por Lactococcus lactis e a pediocina PA-1, produzida por

Pediococcus acidilactici, denominadas NisaplinTM e ALTA 2431TM,

respectivamente.

As bacteriocinas podem ser utilizadas de três formas em um alimento: (i) inoculação do alimento com cepas de bactérias lácticas produtoras de bacteriocinas, (ii) adição de bacteriocinas purificadas ou semi-purificadas, e (iii) adição de um ingrediente fermentado com cepas de bacteriocinogênicos (BARBOSA, 2009).

As preparações semi-purificadas são processadas por técnicas de grau alimentício. Por exemplo, a preparação comercial Nisaplin® é obtida a partir de uma fermentação de Lactococcus lactis em um meio à base de leite. O fermentado resultante é subseqüente concentrado e separado, processado por secagem em

spray dryer e transformado em partículas pequenas. O produto final consiste de

2,5% de nisina contida em NaCl e sólidos desnaturados do leite (DEEGAN et al., 2006). A quantidade de 1g deste produto é padronizada com uma atividade de 106 IU (Unidades Internacionais). Assim, 1g de nisina pura contém 40 x 106 IU. Uma atividade biológica de 40 IU corresponde a 1 µg de nisina pura (DE VUYST; VANDAMME, 1994). Porém, o Brasil atualmente importa nisina a preços elevados (US$ 770,00, em 25g do produto, com concentração de 2,5% de nisina; cotação da marca Sigma), o que dificulta a sua aplicação imediata em escala comercial.

Devido à sua natureza protéica, todas as bacteriocinas são inativadas por uma ou mais enzimas proteolíticas, incluindo as de origem pancreática (tripsina e α- quimiotripsina) e algumas de origem gástrica como a pepsina (DE VUYST; VANDAMME, 1994). Esta característica é muito interessante quando se refere à sua utilização em produtos alimentícios.

A eficiência da atividade das bacteriocinas produzidas por diferentes espécies de BAL podem ser afetadas pelas composições químicas e propriedades físicas dos alimentos. Esta atividade é reduzida devido à ligação das bacteriocinas aos componentes dos alimentos, à adsorção à célula ou às proteínas, à ação do pH e à atividade das proteases e outras enzimas (NASCIMENTO et al., 2008). A nisina é muito ativa em pH ácido, mas perde atividade em pH acima de 7. Esta bacteriocina também não é efetiva na biopreservação de carnes devido à interferência de componentes como fosfolipídeos, que limitam a atividade da

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nisina. O alto conteúdo de gordura também pode afetar a distribuição uniforme de nisina no alimento (DEEGAN et al., 2006). Moderadas concentrações de NaCl, presentes em muitos alimentos, são responsáveis pela neutralização de ação das bacteriocinas (DEVLIEGHERE; VERMEIREN; DEBEVERE, 2004). Aditivos alimentares como metabissulfito de sódio (antioxidante) e dióxido de titânio (corante), são freqüentemente usados em alimentos e também afetam a atividade antimicrobiana de nisina (DELVES-BROUGHTON et al., 1996).

Nisina é aplicada como bioconservante natural em alimentos à base de leite como queijos, manteiga e requeijão, enlatados, bebidas alcoólicas, salsichas, ovo líquido pasteurizado, molhos para saladas, entre outros (DELVES-BROUGHTON et al., 1996), isoladamente ou em combinação com outros métodos de conservação. Outras tecnologias de bioconservação com a aplicação de bacteriocina incluem o desenvolvimento de embalagens ativas antimicrobianas (GUIGA et al., 2009) e lipossomas (COLAS et al., 2007).

O status “GRAS” atribuído às BAL enfatiza seu uso nos alimentos tradicionais e também na ampliação de novos alimentos e produtos, elaborados para um conteúdo nutricional específico ou proporcionarem benefícios à saúde (nutracêuticos, prebióticos, probióticos).

Poucas pesquisas têm sido desenvolvidas em relação a outras bacteriocinas. Entre elas, pediocina 5, uma bacteriocina produzida por P.

acidilactici UL5, reduziu contagem viáveis de L. monocytogenes em leite.

Reuterina, que é produzida por Lb. reuteri, inibiu o crescimento de L.

monocytogenes e E. coli em queijo cottage e leite, quando adicionado na forma

liofilizada (SOBRINO-LÓPEZ; MARTÍN-BELLOSO, 2008).

2.7.2 Aplicações clínicas

Apesar da principal aplicação da nisina na área de alimentos, principalmente em laticínios, pesquisas verificaram o seu potencial uso para finalidades terapêuticas como no tratamento de dermatite atópica (VALENTA; BERNKOP- SCHNÜRCH; RIGLER, 1996), agente antibacteriano para prevenção de cáries dentais (TONG et al, 2010), úlceras estomacais e infecções de cólon intestinal para

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pacientes com imunodeficiência (DUBOIS, 1995; SAKAMOTO; IGARASHI; KIMURA, 2001). Pesquisadores mostraram a eficácia da atividade antimicrobiana da nisina no controle de infecções do trato respiratório causada por

Staphylococcus aureus em um modelo animal (DE KWAADSTENIET;

DOESCHATE; DICKS, 2009). FERNÁNDEZ et al. 2008, estudaram a aplicação de nisina como uma alternativa eficiente a antibióticos para o tratamento de mastite estafilocócica durante lactação em mulheres.

Outra aplicação farmacêutica interessante da nisina poderá ser o futuro desenvolvimento de um potencial contraceptivo vaginal para humanos (ARANHA; GUPTA; REDDY, 2004). Gupta et al. (2008) continuaram a investigação e mostraram que nisina não revelou evidências de toxicidade nos estudos, sugerindo sua potencial aplicação clínica como um contraceptivo profilático vaginal para mulheres, que apresentam riscos de adquirir infecções transmitidas sexualmente por vírus da imunodeficiência humana (STI/HIV), por meio de transmissão vaginal heterossexual. Este antimicrobiano também tem sido avaliado em produtos cosméticos (LIU et al., 2004) e pasta de dente (KIM, 1997).

Na área veterinária, nisina tem sido utilizada no tratamento de mastite bovina (CAO et al., 2007).

Dentre os integrantes das BAL, Lactococcus lactis é um microrganismo considerado modelo por possuir muitos instrumentos genéticos disponíveis, ser de fácil manipulação, e pelo fato de seu genoma já ter sido completamente seqüenciado. Além disso, é economicamente importante devido à sua ampla utilização na fabricação de produtos lácteos. Por isso, pode ser utilizada para a expressão de proteínas heterólogas com importantes aplicações biotecnológicas e possuem potencial para serem veículos de apresentação de antígenos, como no desenvolvimento de vacinas vivas de mucosa (MARGOLLES et al., 2009; MERCENIER; MÜLLER-ALOUF; GRANGETTE, 2000).

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