Evaluación de la actividad antimicrobiana de vainillina, eugenol y timol frente a diferentes cepas de Alicyclobacillus acidoterrestris

Abstract

[ES] Alicyclobacillus acidoterrestris es una bacteria gram positiva que pertenece al género Alicyclobacillus spp. caracterizada por ser termorresistente, acidófila y formadora de esporas, lo que dificulta el empleo de las técnicas habituales de conservación de alimentos para su eliminación (pasteurización y esterilización). Debido a estos motivos, es considerada como una amenaza para la industria agroalimentaria. En el caso concreto de los zumos, es la principal especie que produce alteraciones de las propiedades organolépticas en los zumos por la producción de guayacol. Con la finalidad de prevenir el deterioro de los zumos y garantizar su seguridad e higiene de manera no térmica se han estudiado las propiedades antimicrobianas de algunos componentes de aceites esenciales. Estos compuestos tienen una actividad antimicrobiana reseñable, pero su aplicación directa en alimentos todavía presenta algunos inconvenientes como su fuerte sabor, olor, y baja estabilidad y solubilidad. Como solución, se han desarrollado técnicas que permiten su uso como antimicrobiano sin modificar el perfil sensorial del producto. Entre estas técnicas destaca la inmovilización de los compuestos bioactivos sobre soportes de sílice. El objetivo de este trabajo fue evaluar la eficacia de ciertos compuestos bioactivos de los aceites esenciales frente a A. acidoterrestris. Para ello, se determinó la concentración mínima inhibitoria y bactericida de los antimicrobianos vainillina, eugenol y timol para cada una de las cepas en forma libre. Posteriormente, se prepararon partículas de óxido de silicio funcionalizadas con los componentes de aceites esenciales. Una vez sintetizadas, las partículas fueron caracterizadas mediante análisis elemental y microscopía electrónica de barrido. A continuación, se estudió la capacidad de las partículas para inhibir de manera no térmica el crecimiento de diferentes cepas de A. acidoterrestris en una matriz alimentaria (zumos de naranja y de manzana). Los resultados mostraron que el timol fue el compuesto bioactivo con mayor actividad antimicrobiana frente al A. acidoterrestris, con una concentración mínima bactericida de 3,75 mg/mL, seguido por la vainillina con una actividad moderada. El compuesto con menor efectividad fue el eugenol. Tras la inmovilización, se observó cómo los tres compuestos fueron capaces de inhibir el crecimiento de algunas de las cepas de A. acidoterrestris incluidas en el estudio, indicando la idoneidad del sistema antimicrobiano propuesto para evitar el deterioro de zumos de frutas.

[EN] Alicyclobacillus acidoterrestris is a gram-positive bacterium belonging to the genus Alicyclobacillus spp. characterized by being heat-resistant, acidophilic and spore-forming, which makes it difficult to use the usual food preservation techniques for its elimination (pasteurization and sterilization). For these reasons, it is considered a threat to the food industry. In the specific case of juices, it is the main species that produces alterations in the organoleptic properties of juices due to the production of guaiacol. In order to prevent the deterioration of juices and guarantee their safety and hygiene in a non-thermal way, the antimicrobial properties of some essential oil compounds have been studied. These compounds have a remarkable antimicrobial activity, but their direct application in food still presents some drawbacks such as their strong taste, odor, and low stability and solubility. As a solution, techniques have been developed that allow their use as antimicrobials without modifying the sensory profile of the product. Among these techniques, the immobilization of bioactive compounds on silica supports stands out. The objective of this work is to evaluate the efficacy of certain bioactive compounds of essential oils against A. acidoterrestris. For this, the minimum inhibitory and bactericidal concentration of the antimicrobials vanillin, eugenol and thymol will be determined for each of the strains in free form. Subsequently, silicon oxide particles functionalized with essential oil components will be prepared. Once synthesized, the particles will be characterized by elemental analysis and electron microscopy. Next, the ability of particles to inhibit the growth of different strains of A. acidoterrestris in a food matrix (orange and apple juices) in non-thermally way was studied. The results show that thymol was the bioactive compound with the highest antimicrobial activity against A. acidoterrestris, with a minimum bactericidal concentration of 3,75 mg/mL, followed by vanillin with moderate activity. The compound with the lowest effectiveness was eugenol. After immobilization, it was observed how the three compounds were able to inhibit the growth of some of the A. acidoterrestris strains included in the study, indicating the suitability of the proposed antimicrobial system to prevent spoilage of fruit juices.