Caracterização da bacteriocina produzida por Lactococcus lactis subsp. lactis MK02R isolado de rúcula (Euruca sativa Mill.) e avaliação do seu potencial probiótico utilizando o modelo dinâmico TIM-1

Kruger, Monika Francisca

Após a constatação da escassez de estudos realizados com vegetais crus na busca por novas estirpes de bactérias láticas (BAL) produtoras de bacteriocinas e diante do potencial tecnológico da aplicação destas cepas tanto como agentes de conservação em alimento, bem como cultura probiótica em alimentos funcionais, este estudo objetivou isolar e identificar cepas de bactérias láticas potencialmente bacteriocinogênicas de amostras de rúcula obtidas no comércio local de São Paulo, SP - Brasil, identificar e caracterizar as bacteriocinas produzidas pelos isolados e avaliar o potencial probiótico dos isolados testando sua sobrevivência no modelo dinâmico do trato gastrointestinal TNO gastro-Intestinal Model - TIM-1 disponível no TNO (The Netherlands Organization for Applied Scientific Research) divisão Quality of Life (Zeist, Holanda). A produção de bacteriocinas neste modelo também foi avaliada, comparando-se com L. sakei 2a, também produtora de bacteriocinas e ainda avaliou-se a interferência na viabilidade de E. faecium LMA1. A cepa Lactococcus lactis subsp. lactis MK02R de rúcula produziu uma bacteriocina sensível à enzimas proteolíticas, termoestável e não influenciada pelo pH, sendo capaz de inibir Enterococcus faecium, Lactobacillus sakei, Listeria innocua, Lactobacillus delbrueckii e Listeria Monocytogenes de diferentes grupos sorológicos. Os ensaios genéticos utilizando primers Nisf e Nisr confirmaram que a bacteriocina MK02R é uma nisina, apresentando uma alteração dos aminoácidos no peptídeo líder em relação às nisinas A, Z, Q, F e U, porém com a estrutura do peptídeo maduro idêntica ao da nisina F. Estes resultados foram confirmados por espectrometria de massas de amostras purificadas por HPLC. L. lactis MK02R resistiu à passagem no modelo dinâmico TIM-1, apresentando uma alta capacidade de sobreviver nas condições simuladas do trato gastrointestinal humano. Entretanto, não foi capaz de causar a redução no número de E. faecium LMA1. Em contrapartida, L. sakei 2a, mesmo apresentando uma sobrevivência menor, foi capaz de causar uma redução de 70% na população de E. faecium LMA1 no ambiente simulado do TGI. Não foi detectada atividade residual da ação antimicrobiana das bacteriocinas produzidas por L. lactis MK02R ou L. sakei 2a após a passagem pelo modelo dinâmico TIM-1. Estes resultados evidenciam a possível aplicação de L. lactis MK02R como um agente de controle biológico na conservação de alimentos e também como uma cultura potencialmente probiótica

Given the scarcity of studies performed with raw vegetables addressing the search for new bacteriocinogenic strains of lactic acid bacteria (LAB) and considering the technological application of these strains as food preservatives and probiotic cultures in functional foods, this study was aimed at isolation and identification of bacteriocinogenic LAB strains from samples of rocket salad obtained in the local market of São Paulo, SP - Brazil, subsequent characterization of the bacteriocins produced by these LABs and evaluation of their probiotic potential by testing their survival in the dynamic gastrointestinal model TNO gastro- Intestinal-Model - TIM-1, available at the TNO (Netherlands Organization for Applied Scientific Research) Quality of Life division (Zeist, Netherlands). The studies in the TIM-1 model were also done with another bacteriocinogenic strain L. sakei 2a for comparison, evaluating their interference on the viability of E. faecium LMA1. The bacteriocin produced by strain Lactococcus lactis subsp. lactis MK02R isolated from rocket salad was sensitive to proteolytic enzymes, heat-stable and not influenced by the pH. The bacteriocin inhibited the growth of Enterococcus faecium, Lactobacillus sakei, Listeria innocua, Lactobacillus delbrueckii the primers Nisf and Nisr indicated that the bacteriocin produced by the strain MK02R is a nisin, with a change in the amino acid sequence of the leader peptide when compared to nisin A, Z, Q, U and F, but with the structure of the mature peptide homologous to that of nisin F. These results were confirmed by mass spectrometry of purified samples obtained by HPLC. L. lactis MK02R withstood the test in the dynamic model TIM-1, presenting capability to survive in the simulated conditions of the human gastrointestinal tract. However, the strain was not able to cause a reduction in the number of E. faecium LMA1. On the other hand, L. sakei 2a, even presenting lower survival, was able to cause 70% reduction in the population of E. faecium LMA1 in the gut simulated environment. No residual antimicrobial activity of bacteriocin produced by L. lactis MK02R or L. sakei 2a was detected after the transit through the dynamic model TIM-1. These results demonstrate the possible application of L. lactis MK02R both as a biocontrol agent in food preservation and as a potentially probiotic culture