Publication: Efecto antimicrobiano de vainillina y de aceites esenciales de canela y clavo en leche de vaca pasteurizada
Authors
Cava Roda, Rita Mª
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Departamento de Tecnología de los Alimentos, Nutrición y Bromatología
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Marín Iniesta, Fulgencio
Publisher
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DOI
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info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Description
Abstract
OBJETIVOS: El propósito de este estudio fue determinar la actividad
antimicrobiana de los aceites esenciales (AEs) de corteza de canela, hojas de canela
y de clavo y de los compuestos puros eugenol, cinamaldehído y vainillina frente a
Listeria monocytogenes Scott A y Escherichia coli O157:H7 y el efecto de la
vainillina sobre la termorresistencia de L. monocytogenes Scott A en leche de vaca
semidescremada.
METODOLOGIA: Se determinó la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) y la
Concentración No Inhibitoria (CNI) de los antimicrobianos en Caldo Tripticasa de
Soja (CTS) mediante el modelado de la curva dosis-respuesta obtenida al graficar
las áreas fraccionadas frente a la concentración de antimicrobiano, a pH 6 y 7.
También se determinaron las Concentraciones Parcialmente Inhibitorias (CPIs) y las
Concentraciones Mínimas Bactericidas (CMBs). La actividad de las combinaciones
de antimicrobianos se determinó mediante el método del tablero de ajedrez, que
permitió obtener la Concentración Fraccionada Inhibitoria de las mezclas (CFI) y
los isobologramas correspondientes. La actividad de los antimicrobianos y sus
combinaciones se determinó también en leche pasteurizada de vaca con diferentes
concentraciones de grasa (entera, semidesnatada y desnatada) a temperaturas de 7 ºC
y 35 ºC. La resistencia térmica de L. monocytogenes Scott A se ensayó en leche
semidescremada calentada a 55 ºC, 58 ºC, 60 ºC y 62 ºC con 900, 1400 y 1800 ppm
de vainillina. Dos modelos matemáticos se usaron para ajustar los datos obtenidos:
el modelo “shoulder+log-linear” de Geeraerd y el modelo Weibull.
RESULTADOS Y DISCUSION: E. coli 157:H7 fue más resistente a los AEs de
corteza de canela, hojas de canela y clavo que L. monocytogenes. La vainillina y el
cinamaldehido mostraron una actividad antimicrobiana similar frente a los dos
microorganismos. El antimicrobiano con menor CMI frente a L. monocytogenes fue
el AE de corteza de canela seguido por el AE de clavo, cinamaldehído el AE de
hojas de canela, el eugenol y la vainillina. La menor CMI frente a E. coli O 157:H7
la presentó el cinamaldehido, seguido por el AE de corteza de canela, el eugenol, el
AE de clavo, el AE de hojas de canela y la vainillina. Los antimicrobianos con
menor CMB, fueron el eugenol, los AEs de clavo y hojas de canela seguidos por el
cinamaldehido, el AE de corteza de canela y la vainillina. El pH no afectó los
valores de CMI ni de CMB. Todas las combinaciones de antimicrobianos ensayadas
fueron aditivas para L. monocytogenes; para E. coli O157:H7 las mezclas con AE de
corteza de canela fueron indiferentes y las mezclas con vainilla fueron sinérgicas.
En la leche de vaca el AE de corteza de canela fue el antimicrobiano más efectivo,
seguido por el AE de clavo, AE de hojas de canela y la vainillina. Los AEs de
canela y clavo aumentaron su actividad antimicrobiana en las mezclas,
especialmente las combinaciones de AEs con vainilla. La incubación a bajas
temperaturas y el menor contenido de grasa de la leche aumentó la actividad
antimicrobiana de los AEs. La incorporación de vainillina en la leche disminuyó la
termorresistencia de L. monocytogenes, incrementando la tasa de muerte y
disminuyendo la longitud del hombro de las curvas de destrucción térmica, efecto
que fue más evidente cuando se usaron las temperaturas más bajas.
CONCLUSIONES: La vainillina y los AEs de corteza de canela, hojas de canela y
clavo presentan actividad antimicrobiana en leche de vaca frente a L.
monocytogenes y E. coli O 157:H7. Las dosis necesarias de los antimicrobianos para
producir la inhibición se reducen combinando los antimicrobianos entre sí. El uso de
concentraciones sub-inhibitorias de vainillina en leche semidescremada favorece la
inactivación térmica de L. monocytogenes.
OBJETIVES: The purpose of this study was to determine the antimicrobial activity
of cinnamon bark, cinnamon leaves and clove essential oils (EOs) against Listeria
monocytogenes Scott A and Escherichia coli O157:H7 and the effect of vainillin on
the thermal resistance of L. monocytogenes Scott A in semiskim cow’s milk.
METHODOLOGY: The MIC (Minimal Inhibitory Concentration) and the NIC
(Non Inhibitory Concentration) of the antimicrobials was determined in Trypticase
Soy Broth (TBS), modelling the dose-response curve based on the fractional area
against the concentration of antimicrobial. Partially Inhibitory Concentrations
(PICs) and Minimum Bactericidal Concentrations (MBCs) were also determined.
The FICs (Fractional Inhibitory Concentrations) index of mixtures of antimicrobials
was established by the checkerboard method and the corresponding isobolograms.
The activity of the antimicrobials and their combinations was determined in
pasteurised cow’s milk. The effect of storage temperatures (7 °C and 35 °C) and the
effect of milk fat on the antimicrobial activity was also evaluated. Finally, the heat
resistance of L. monocytogenes in pasteurized cow’s milk heated to moderate
temperatures (55, 58, 60 and 62°C) with different levels of vanillin (900, 1400 and
1800 ppm) was studied. Two models were used to fit the data: the “shoulder+loglinear”
model and the Weibull model.
RESULTS AND DISCUSSION. The antimicrobial with the lowest MIC against L.
monocytogenes was cinnamon bark EO, followed by clove EO, cinanaldehyde,
cinnamon leaves EO, eugenol and vanillin. The antimicrobial with the lowest MIC
against E. coli O 157H was cinamaldehyde followed by cinnamon bark EO,
eugenol, clove EO, cinnamon leaves EOs and vanillin. The pH did not affect the
MICs and CNIs values. The antimicrobial with the lowest MBC against L.
monocytogenes was clove EO, followed by eugenol, cinnamon leaves EO, cinnamon
bark EO, cinamaldehyde, and vanillin. The antimicrobial with the lowest MBC
against E. coli O157:H7 was eugenol followed by clove EO, cinnamon leaves EO,
cinamaldehyde, cinnamon bark EO and vanillin. Mixtures of all EOs were additive
against L. monocytogenes; against E. coli O157:H7mixtures with cinnamon bark EO
were indifferent and mixtures with vanillin were synergistic. The antimicrobial with
the highest antimicrobial activity in semi-skim cow’s milk was cinnamon bark EO,
followed by clove EO, cinnamon leaves EO and vanillin. Incubations in milk with
low fat content or at low temperature increased the antimicrobial activity. Mixtures
of EOs increased the antimicrobial activity of individual components and
combinations with vanillin were the most effective. Thermal resistance of L.
monocytogenes in milk was reduced by vanillin at all temperatures tested. Vanillin
increased the death rate and reduced the shoulder length of L. monocytogenes of
thermal destruction curves in milk. This effect was more evident when working at
lower temperatures.
CONCLUSIONS: Cinnamon bark, cinnamon leaves and clove EOs show
antimicrobial activity in pasteurized cow’s milk. Antimicrobial mixtures reduce the
concentration of individual components to inhibit microbial growth. Sub-inhibitory
concentrations of vanillin in semiskim milk increase the thermal inactivation of L.
monocytogenes .
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