Bacteriocinas Indústria Alimentos Suinos

Para aumentar a vida útil e garantir segurança dos alimentos por meio da técnica de  biopreservação, há muitos anos vem sendo empregado o uso de  microbiota protetora e/ou seus peptídeos antimicrobianos, as chamadas bacteriocinas.

Várias espécies de bactérias do gênero Bacillus produzem substâncias com atividade antimicrobiana. As bactérias lácticas utilizadas na fermentação de alimentos são capazes de inibir ou reduzir a contaminação por microrganismos deteriorantes e/ou patogênicos, por meio da produção de vários agentes antimicrobianos. A acidificação é o fator primário na preservação de produtos de fermentação láctica. Entretanto, outros compostos como diacetil, dióxido de carbono, peróxido, etanol e bacteriocinas podem exercer ação inibitória sobre diferentes grupos de microrganismos (HELANDER et al., 1997). Muitas pesquisas vêm sendo realizadas sobre a produção de bacteriocinas das bactérias gram-positivas, em particular das bactérias  ácido-láticas. Muitos destes são organismos de grau alimentício,  já  amplamente utilizados na indústria de alimentos, porém vem se buscando aperfeiçoamento no processo de conservação dos mesmos.  Um outro ponto interessante estudado sobre essa substância, é a possivel aplicação sobre a prevenção de doenças infecciosas nos animais (JACK etal., 1995).

Historicamente, Pasteur foi quem, juntamente com Joubert, primeiro registrou uma observação de interações antagônicas entre bactérias. Nas décadas seguintes, as pesquisas se voltaram intensamente na busca por bactérias de baixo potencial “indutor” de doença que poderia ser utlizada na terapia de tratamento.

Não está claro como muitas dessas interações relatadas são atribuídas às atividades antimicrobianas. Na maioria dos casos, eram observações clínicas e não experimentais, não indicando  informações sobre o isolamento e caracterização de quaisquer substâncias químicas inibitórias.

O termo “bacteriocina” foi descrito por Jacob et al. em 1953. Bacteriocinas foram especificamente definidas como proteínas antibióticas do tipo colicina, ou seja, moléculas, caracterizada como peptídeos antimicrobianos que destroem ou inibem o crescimento de outras bactérias taxonomicamente relacionadas com a cepa produtora (JACK et al., 1995).

A nisina, foi inicialmente purificada e comercializada na Inglaterra em 1953, sendo considerada segura para uso em alimentos em 1969. Na Europa, em 1983, foi adicionada à lista de aditivos alimentares e, em 1988, nos EUA, o FDA autorizou seu uso em queijos processados. No Brasil, em 1996, foi autorizado seu emprego em queijos na concentração de até 12,5 mg.kg–1  (NASCIMENTO et al., 2008). Esta bacteriocina é  produzida por certas linhagens de Lactococcus lactis, cujo nome é derivado do termo "N-inhibitory substances"(NiS) adicionado ao sufixo INA. Foi descrita como uma substância inibidora do crescimento do Lactobacillus bulgaricus. Posteriormente, chegou-se à conclusão de que a nisina inibe o crescimento de bactérias gram-positivas e o crescimento de esporos de Clostridium e Bacillus (SCHULZ et al., 2003).

De acordo com Fleury et al., 1996, a nisina produzida por Lactococcus lactis, é muito ativa contra a maioria das bactérias gram-positivas, incluindo gêneros Lactococcus, Lactobacillus, Bacillus, Micrococcus, Staphylococcus aureus, Listeria e Clostridium botulinum.

As bacteriocinas estão distribuídas em quatro classes. Em geral, a classe I, ou lantibióticos, representada pela nisina, é constituída por peptídeos termoestáveis de baixo peso molecular, diferenciados dos demais pela presença de lantionina e derivados; a classe II é composta por pequenos peptídeos termoestáveis divididos em três subclasses: IIa (pediocina e enterocina), IIb (lactocina G) e IIc (lactocina B); a classe III é representada por peptídeos termolábeis de alto peso molecular  como helveticina J; na classe IV encontram-se grandes complexos peptídicos contendo carboidrato ou lipídio em sua estrutura ( Nascimento et. at.,2008). Em 2006, Drider et al. distribuiram as bacteriocinas em três grandes classes, de acordo com suas características bioquímicas e genéticas. A classe I ou lantabióticos são peptídeos que contêm lantionina ou b-lantionina (ex. nisina). A classe II, heterogênea de pequenos peptídeos termoestáveis (ex. pediocina) e a classe III, grandes peptídeos termolábeis (ex. helveticina).

De um ponto de vista prático, as bacteriocinas para atuarem como biopreservantes, devem competir, inibir bactérias de deterioração e não  causar alterações organolépticas indesejáveis no alimento (LEISNER et al., 1996).

Na indústria de carne suína, de modo geral, as de maior importância são a nisina e a enterocina. A nisina, produzida pela cultura de Lactobacillus lactis lactis é de grande importância na bioconservação da carne.  Da mesma forma, a enterocina, produzida pela cultura de Enterococcus  faecalis é de extrema importância para a bioconservação da salsicha tendo como microorganismo algo o Staphylococcus aureus (Nattress et al., 2001; Ananou et al.,2005).

Uma outra bactéria estudada para o uso na indústria em 1996 por Leisner et al. é a Leuconostoc gelidum, isolada a partir de carne embalada a vácuo. Ela produz a bacteriocina leucocin A que é bacteriostática e ativa contra um amplo espectro de cepas de Listeria monocytogenes e Enterococcus spp., mas não é ativa contra Brochothrix spp., Staphylococcus spp. ou bactérias gram-negativas.

Atualmente, muitas pesquisas sobre bacteriocinas tem se estendido além do campo da indústria. Sabe-se que genes que codificam peptídeos antimicrobianos de defesa como as bacteriocinas diferem de várias formas dos antibióticos clássicos e podem proporcionar uma abordagem totalmente nova para o combate a doenças infecciosas e infecções nocosomiais no campo.

Alguns autores citam que a grande diferença estaria na forma de atuação. Enquanto os antibióticos inibiriam as enzimas essenciais no processo de combate a bactéria durante dias, estes peptídeos agiriam  rapidamente destruindo ou permeando a membrana microbiana e prejudicando a capacidade de realizar processos anabólicos (Boman, 1995; Nicolas e Mor, 1995).

Em um estudo conduzido por Yeon- ok e Ahn, 1997, que  trabalhavam com bactérias ácido-láticas fermentadoras de um alimento muito tradicional da Coréia, originou-se a a bacteriocina produzida por Leuconostoc sp. Os pesquisadores descobriram que esta bacteriocina tinha uma ampla atividade antimicrobiana contra patógenos gram-positivos.

Como podemos notar, do campo a indústria as bactérias exercem também uma atividade benéfica. Cabe à pesquisa desenvolver e aperfeiçoar técnicas que venham melhorar tanto o processo de bioconservação do alimento quanto as alternativas de prevenção e tratamento de doenças dos animais no campo. A diminuição do uso de antibiótico vem sendo mencionado há alguns anos e as exigências por parte de mercados externos se estreitando a cada dia. O uso de ferramentas alternativas, que busquem uma suinocultura “limpa”, sem resíduos e que não tenha nenhum impacto  na saúde humana e no meio ambiente  constitui uma estratégia promissora no campo da biotecnologia.

Ananous, S. et al. Control of Staphylococcus aureus in sausage by enterocin AS-48. Meat Science. v. 71, n. 3, p. 549-556, 2005.

Boman, H. Peptide antibiotics and their role in innate immunity. Annu. Rev. Immunol. v.13, p. 61–92, 1995.

Drider, D. et al. The continuing story of class IIa bacteriocins. Microbiology and Molecular Biology Reviews. v. 70, n. 2, p. 564-582, 2006.

Fleury, Y. et al. Covalent Structure, Synthesis, and Structure-Function Studies of Mesentericin Y 10537, a Defensive Peptide from Gram-positive Bacteria Leuconostoc mesenteroides. The Journal of Biological Chemistry. vol. 271, n. 24, p. 14421–14429, 1996.

Helander, I. et al. Potential of lactic acid bacteria and novel antimicrobials against gram-negative. Trends in Food Science and Technology, Oxford, v. 8, n. 5, p. 146-150, 1997.

Jack, R. et al. Bacteriocins of Gram-Positive Bacteria. Microbiological Reviews. v. 59, n. 2, p. 171–200, 1995.

Jacob, F. et al. De´finition de quelques termes relatifs a` la lysoge´nie. Ann. Inst. Pasteur. v. 84, p. 222– 224, 1953.

Leisner, J. et al. Control of Beef Spoilage by a Sulfide-Producing Lactobacillus sake Strain with Bacteriocinogenic Leuconostoc gelidum UAL187 during Anaerobic Storage at 28C. Applied and Environmental Microbiology. vol. 62, n. 7, p. 2610–2614, 1996

Nascimento, M. et al. Bacteriocinas em alimentos: uma revisão.  Braz. J. Food Technol. v. 11, n. 2, p. 120-127, 2008.

Nattress, F. et al. Evaluation of ability of lysozyme and nisin to control meat spolage bacteria. International Journal of Food Microbiology.  v. 70, n. 1-2, p. 111-119, 2001.

Nicolas, P., e Mor, A. Annu. Rev. Microbiol. v.49,  p. 277–304, 1995.

Schutz, D. et AL. Bacteriocinas: mecanismo de ação e uso na conservação de alimentos. Alim. Nutr. v.14, n.2, p. 229-235, 2003.