Desarrollo de nuevas estrategias fotoinactivantes para la descontaminación microbiana en frutas, verduras y envases

Abstract

El consumo de frutas y verduras (FV) es un componente necesario en una dieta saludable. Debido a los cambios en los hábitos dietéticos, la tendencia del consumo de FV crudas se ha incrementado. La descontaminación es crucial para disminuir la aparición de microorganismos potencialmente peligrosos en estos alimentos, debido a que el procesamiento mínimo no es considerado un tratamiento de preservación. De esta manera, la fotosensibilización ha sido propuesta como una modalidad antimicrobiana alternativa. En este trabajo, se estudió un nuevo conjugado sintetizado a partir de un fotosensibilizador (PS) de origen natural derivado de Protoporfirina IX (ProIX) unido covalentemente a quitosano (CS), con la finalidad de ser utilizado para la reducción de la carga microbiana contaminante presente en FV y envases mediante inactivación fotodinámica (PDI). Este conjugado (CS-ProIX) presentó una banda Soret típica a ~ 420 nm y cuatro bandas Q entre 515-650 nm, características de las porfirinas de base libre. Produce oxígeno molecular singlete, O2 (1Δg) (Ф), con rendimientos cuánticos de 0,64. Además, induce eficientemente la fotodecomposición del aminoácido L-triptófano, posiblemente con una contribución del fotoproceso tipo I. Los experimentos in vitro de PDI se realizaron con la bacteria Gram-positiva Staphylococcus aureus. Se utilizó una densidad celular de ~ 108 UFC/ml. Se observó que, a los 30 min de irradiación con 1 y 5 µM de CS-ProIX la inactivación fue ~99,99% para ambas concentraciones. La capacidad de fotoinactivación también se evaluó en células inmovilizadas sobre superficies de agar. No se observó desarrollo microbiano con las diferentes concentraciones utilizadas para CS-ProIX. Con estos resultados podemos considerar el posible uso de este PS para tratar alimentos contaminados y superficies de envases.Finalmente, se estudió la PDI sobre la superficie de FV y envases contaminados con una densidad celular de ~104 UFC/ml de S. aureus. Luego de tratar dichas superficies con 10 nmol de CS-ProIX e irradiar por 30 min, se observó una inactivación de ~99,99% para manzanas, peras y empaque de nylon y plástico.Por lo tanto, estos resultados indican que el conjugado CS-ProIX presenta propiedades adecuadas para su potencial aplicación como PS en tratamientos contra microrganismos contaminantes de FV y envases.