Estudio de la actividad antimicrobiana de componentes de aceites esenciales libres e inmovilizados en partículas de óxido de silicio frente a diferentes cepas de Salmonella enterica

Abstract

[ES] Estudio de la actividad antimicrobiana de componentes de aceites esenciales libres e inmovilizados en partículas de óxido de silicio frente a diferentes cepas de Salmonella enterica.

La infección por Salmonella (salmonelosis) es una toxiinfección alimentaria frecuente que afecta el aparato intestinal y cuya causa más habitual es el consumo de alimentos contaminados. Con el objetivo de prevenir las enfermedades de transmisión alimentaria sin tratamiento térmico y sin utilizar antimicrobianos de síntesis capaces de seleccionar resistencias bacterianas, se ha propuesto en los últimos años incluir compuestos de aceites esenciales de plantas en la formulación de alimentos. Pese la efectividad de estos componentes bioactivos frente a una gran diversidad de géneros y especies bacterianas, su aplicación directa en alimentos todavía presenta una serie de inconvenientes y limitaciones como son su fuerte sabor y olor que suele provocar rechazo en el consumidor, además de su baja estabilidad y solubilidad. Como solución, recientemente se ha propuesto la inmovilización de diferentes compuestos de aceites esenciales sobre partículas de óxido de silicio, habiéndose demostrado su efectividad para inhibir el crecimiento de bacterias patógenas como Escherichia coli, Listeria innocua, Helicobacter pylori, entre otros; no habiéndose evaluado hasta la fecha el efecto sobre Salmonella. El objetivo de este trabajo fue evaluar la capacidad de diferentes componentes de aceites esenciales (eugenol, timol y vainillina) tanto en su forma libre como inmovilizados sobre partículas de óxido de silicio para inhibir el crecimiento microbiano de diferentes cepas de Salmonella enterica serovar Typhimurium y serovar Enteritidis. En primer lugar, se estudiaron las propiedades inhibitorias de los antimicrobianos para cada una de las cepas en forma libre observándose la inhibición de las bacterias en función del compuesto antimicrobiano, la concentración y el tiempo de incubación. Como resultado de estos ensayos se obtuvieron las concentraciones mínimas bactericidas (CMB) que oscilaron entre 1 y 6 mg/mL para eugenol, entre 2,5 y 8 mg/mL para vainillina y entre 1 y 2,5 mg/mL para timol, en función de la cepa. Además, se evaluó la capacidad de formación de biopelículas de las distintas cepas de S. enterica y se observó una reducción sustancial de la formación de biopelículas tras la exposición a los componentes de aceites esenciales. Por último, se funcionalizaron micropartículas de silica gel de 5 µm con eugenol, timol y vainillina y se determinó el efecto de la adición de 30 mg/mL de las citadas partículas sobre la viabilidad de las diferentes cepas de Salmonella sin observarse efecto inhibitorio. Estos resultados, en comparación con lo que ocurre con otras bacterias Gram-negativas como E. coli muestran la mayor resistencia de Salmonella a estos tratamientos.

[EN] Study of the antimicrobial activity of free and immobilized essential oil components on silicon oxide particles against different strains of Salmonella enterica.

Salmonella infection (salmonellosis) is a common food-borne infection affecting the intestinal tract, most caused by the consumption of contaminated food. To prevent food-borne diseases without heat treatment and without using synthetic antimicrobials capable of selecting bacterial resistance, in recent years it has been proposed to include plant essential oil components in food formulation. Despite the effectiveness of these bioactive compounds against a wide range of bacterial genera and species, their direct application in food still has a number of drawbacks and limitations, such as their strong taste and odor, which often cause consumer rejection, as well as their low stability and solubility. As a solution, the immobilization of different essential oil components on silica particles has recently been proposed, having demonstrated its effectiveness in inhibiting the growth of pathogenic bacteria such as Escherichia coli, Listeria innocua, Helicobacter pylori, among others, although the effect on Salmonella has not been evaluated to date. The aim of this work was to evaluate the ability of different essential oil components (eugenol, thymol, and vanillin) both in their free form and immobilized on silica particles to inhibit the microbial growth of different strains of Salmonella enterica serovar Typhimurium and S. enterica serovar Enteritidis. Firstly, the inhibitory properties of the antimicrobials were studied for each of the strains in free form, observing the inhibition of the bacteria according to the antimicrobial compound, concentration, and incubation time. As a result of these tests, the minimum bactericidal concentrations (MBC) were obtained, ranging between 1 and 6 mg/mL for eugenol, between 2.5 and 8 mg/mL for vanillin and between 1 and 2.5 mg/mL for thymol, depending on the studied strain. Furthermore, the biofilm-forming capability of the different S. enterica strains was evaluated and a substantial reduction of biofilm formation was observed after exposure to the essential oil components. Finally, 5-µm silica gel microparticles were functionalized with eugenol, thymol and vanillin and the effect of the addition of 30 mg/mL of these particles on the viability of the different Salmonella strains was determined with no inhibitory effect observed. These results, in comparison with other Gram-negative bacteria such as E. coli, show the increased resistance of Salmonella to these treatments.