Ação sanitizantes no controle de biofilmes puros e mistos de Listeria monocytogenes e Salmonella Typhimurium em superfície de polipropileno

Abstract

Resumo: O processo produtivo em estabelecimentos de produtos de origem animal está relacionado com a presença de bactérias patogênicas e deteriorantes, mesmo em ambientes controlados. Alguns micro-organismos patogênicos possuem a capacidade de adesão e formação de biofilmes em superfícies de diferentes naturezas, com consequente persistência e contaminação cruzada, o que oferece riscos para a saúde pública. Estas estruturas, em condições naturais, normalmente envolvem diversas espécies bacterianas e proporcionam interações complexas que podem comprometer a eficácia dos sanitizantes utilizados na higienização industrial. Aliado a isso, poucos estudos são direcionados para a tolerância conferida por biofilmes mistos, além de pouco se comparar as diferenças entre biofilmes mistos e puros. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar a ação da biguanida e do ácido peracético em diferentes concentrações sobre biofilmes puros e mistos formados por L. monocytogenes e S. Typhimurium. Para isso, foram utilizadas três cepas de L. monocytogenes e uma de S. Typhimurium, todas isoladas do mesmo ambiente de processamento de carne suína em estudos prévios. Inicialmente, foi determinada a concentração inibitória mínima (CIM) das culturas puras e mistas para os dois sanitizantes sobre células planctônicas. Os biofilmes foram induzidos em polipropileno com as culturas puras e mistas e incubados a 12°C e 37°C. Após 120 horas de formação, os biofilmes foram tratados com a CIM e as concentrações mínimas e máximas recomendadas. Também foi realizada microscopia eletrônica de varredura para observação das estruturas e da ação dos sanitizantes. Todos os isolados testados apresentaram a mesma CIM para a biguanida (0,05%) e para o ácido peracético (0,02%). Todas as concentrações testadas resultaram em menores populações residuais quando comparadas aos controles positivos (p<0,05), contudo, nenhum tratamento foi capaz de eliminar totalmente as células bacterianas em biofilme. Os biofilmes puros de L. monocytogenes foram mais populosos do que o respectivo patógeno em biofilmes mistos com S. Typhimurium, porém em geral resultaram em menores populações residuais após os tratamentos. Este resultado torna possível inferir que S. Typhimurium conferiu efeito protetor à L. monocytogenes em culturas mistas. Além disso, a formação de biofilmes foi semelhante para culturas puras e mistas, mas as populações residuais após os tratamentos foram maiores em biofilmes mistos, na maioria das combinações. O ácido peracético se mostrou mais eficaz na redução dos biofilmes do que a biguanida em suas CIM. A microscopia eletrônica de varredura mostrou uma arquitetura mais complexa em biofilmes mistos, que pode justificar a proteção de L. monocytogenes conferida por S. Typhimurium e também o maior número de células das culturas mistas após a maioria dos tratamentos, que foi possível observar tanto na contagem em placas, quanto na microscopia. Assim, apesar da diferença significativa entre populações residuais e os controles, neste estudo os patógenos apresentaram uma interação positiva em culturas mistas, o que reforça a importância do monitoramento dos protocolos de higienização e de estudos para proporcionar medidas de controle de biofilmes cada vez mais eficazes e que não induzam à tolerância. Palavras-chave: Interação bacteriana. Doença transmitida por alimento. Tolerância. Arquitetura do biofilme. Polipropileno. ACTION OF SANITIZERS IN THE CONTROL OF PURE AND MIXED BIOFILMS OF Listeria monocytogenes AND Salmonella Typhimurium ON POLYPROPYLENE SURFACE

Abstract: The production process in establishments of animal products is related to the presence of pathogenic and deteriorating bacteria, even in controlled environments. Some pathogenic microorganisms have the ability to adhere and form biofilms to surfaces of different natures, with consequent persistence and cross contamination, which poses risks to public health. These structures, under natural conditions, usually involve several bacterial species and provide complex interactions that can compromise the effectiveness of the sanitizers used in industrial hygiene. Allied to this, few studies are directed to the tolerance conferred by mixed biofilms, in addition to little comparing the differences between mixed and pure biofilms. Thus, the objective of the work was to evaluate the action of biguanide and peracetic acid in different concentrations on pure and mixed biofilms formed by L. monocytogenes and S. Typhimurium. For this, three strains of L. monocytogenes and one of S. Typhimurium were used, all isolated from the same pork processing environment in previous studies. Initially, the minimum inhibitory concentration (MIC) of pure and mixed cultures was determined for the two sanitizers on planktonic cells. Biofilms were induced in polypropylene with pure and mixed cultures and incubated at 12 ° C and 37 ° C. After 120 hours of training, biofilms were treated with MIC and the recommended minimum and maximum concentrations. Scanning electron microscopy was also performed to observe the structures and action of sanitizers. All tested isolates showed the same MIC for biguanide (0.05%) and peracetic acid (0.02%). All concentrations tested resulted in smaller residual populations when compared to positive controls (p<0.05), however, no treatment was able to completely eliminate bacterial cells in biofilm. The pure biofilms of L. monocytogenes were more populous than the respective pathogen in biofilms mixed with S. Typhimurium, but in general resulted in smaller residual populations after treatments. This result makes it possible to infer that S. Typhimurium conferred a protective effect to L. monocytogenes in mixed cultures. In addition, biofilm formation was similar for pure and mixed cultures, but residual populations after treatments were higher in mixed biofilms in most combinations. Peracetic acid was shown to be more effective in reducing biofilms than biguanide in its MIC. Scanning electron microscopy showed a more complex architecture in mixed biofilms, which may justify the protection of L. monocytogenes conferred by S. Typhimurium and also the greater number of cells from mixed cultures after most treatments, which was possible to observe both in plate count and microscopy. Thus, despite the significant difference between residual populations and controls, in this study pathogens showed a positive interaction in mixed cultures, which reinforces the importance of monitoring hygiene protocols and studies to provide increasingly effective biofilm control measures and that do not induce tolerance. Keywords: Bacterial interaction. Foodborne disease. Tolerance. Biofilm architecture. Polypropylene.