Meccanismi di risposta di microrganismi di interesse alimentare nei confronti di antimicrobici naturali

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Le ricerche effettuate nell’ambito di questo progetto sono mirate a comprendere in modo più approfondito le risposte metaboliche ed i meccanismi messi in atto da diversi microrganismi di interesse alimentare in seguito all’esposizione o crescita in presenza di oli essenziali o composti bio-attivi utilizzati a concentrazioni sub-letali. La comprensione di tali meccanismi porterà ad una migliore gestione ed impiego degli antimicrobici naturali nei sistemi alimentari (Lanciotti et al. (2004) Trends Food Sci Tech 15(3-4): 201-208).

Conclusioni e prospettive. I risultati ottenuti hanno permesso di identificare diversi meccanismi di risposta agli antimicrobici naturali considerati. In effetti, si può concludere che il citrale e il carvacrolo agiscano in risposta allo stress per L. monocytogenes Scott A, sovraesprimendo cspL e bsh quando usati a concentrazioni sub-letali. In particolare, una soglia di concentrazione in grado di massimizzare l’espressione di cspL e bsh, è stata identificata per il citrale a 50 mg/L. Al contrario, (E)-2-esenale e timo EO hanno creato uno squilibrio nel metabolismo energetico determinando un passaggio dalla respirazione alla fermentazione, sotto-esprimendo pgm e pdhD coinvolti nella glicolisi.

Inoltre, (E)-2-esenale e timo EO hanno inibito l’espressione dei geni coinvolti nella risposta allo stress, nella sintesi proteica e nella protezione e riparazione del DNA dopo shock ambientale. Questi dati pongono l’attenzione sulla necessità di scegliere concentrazioni superiori a quella minima inibitoria (MIC) per evitare l’attivazione di fattori di virulenza, come l’idrolasi del sale biliare (bsh). Tuttavia, essendo gli antimicrobici naturali utilizzati come effetto marcato sulle proprietà sensoriali del cibo, a causa della loro bassa soglia sensoriale, la loro applicazione a livello industriale, come antimicrobici, richiede l’identificazione di strategie combinate in grado di disattivare od sotto-esprimere anche i geni della virulenza.

La valutazione dell’integrità della membrana e dell’attività dell’esterasi dopo l’esposizione ad antimicrobici naturali di L. monocytogens Scott A ed E. coli k12 1655 mediante misure citometriche, ha mostrato che gli EO ed i loro costituenti provocano uno spostamento delle proprietà fisiologiche delle cellule correlate alle proprietà chimiche dell’olio essenziale e alla sua concentrazione. Questa conoscenza è fondamentale per comprendere come questi antimicrobici possono essere applicati in modo consapevole nel sistema alimentare per evitare i meccanismi di resistenza a L. monocytogenes ed E. coli.

Riferimenti bibliografici: PhD Giacomo Braschi, tutor Prof.ssa Rosalba Lanciotti

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