Imobilização do Bacteriófago UFV-AREG1 para aplicação como sanitizante, curativo adesivo e nanobiosensor para biocontrole de E. coli O157:H7

O uso indiscriminado de antibióticos e o surgimento de micro-organismos resistentes têm despertado o interesse em metodologias alternativas para o controle de patógenos e deteriorantes em alimentos e em diversas áreas da indústria. A bactéria Escherichia coli O157:H7 é um importante patógeno que pode estar presente em alimentos, podendo causar graves infecções intestinais em pacientes. Uma alternativa tanto para detecção deste patógeno em alimentos quanto para o tratamento é o uso de bacteriófagos, vírus específicos que causam lise nas células do hospedeiro. Com este intuito o objetivo deste trabalho foi no Capítulo I incorporar o bacteriófago UFV-AREG1 via microencapsulação por microfluídica em matriz de alginato-Ca e aplicá-lo em um gel antimicrobiano de propilenoglicol para uso na indústria de alimentos; Capítulo II incorporar o bacteriófago UFV-AREG1em nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) para aplicação como nanobiosensor; e Capítulo III incorporar o o bacteriófago UFV-AREG1 em hidrogéis de polivinil-álcool para posterior aplicação como curativo adesivo. Resultados do Capítulo I: A técnica de microfluídica se mostrou bastante eficaz na encapsulação do fago, produzindo em média gotas com 200 μm de tamanho e com uma eficiência de retenção de 82,1 % e estabilidade no gel de 21 dias armazenado em temperatura ambiente. Quando aplicado como antimcrobiano, o gel se mostrou eficiente na redução (2,92 logs) da contaminação bacteriana na superfície em comparação com outro agente antimicrobiano químico (álcool gel 70 %). Portanto, é possível microencapsular fagos em matrizes de alginato-Ca e aplicá-las em geis antimicrobianos para uso como sanitizantes na indústria de alimentos. Capítulo II: Para a incorporação do fago em nanotubos, foi obtida a combinação com melhor resposta de interação fago-CNT via delineamento experimental Box-Behnken, sendo que a melhor condição de incorporação foi de 0,01 g de CNT, temperatura de secagem de 32,5 oC e 2 min de agitação. Fago-CNT permaneceram estáveis durante 21 dias de armazenagem a 4 oC. Além disso, o Fago-CNT teve atividade antimicrobiana com uma área de inibição de 2.955 ± 294 cm 2 , quando adicionado em ágar Muller-Hinton com a bactéria e incubado a 37 oC/24 h. O fago-CNT também foi testado como um nanobiosensor para detecção da bactéria. Um sistema de medição da corrente elétrica foi montado e verificou-se que após aplicação da corrente no sistema houve uma variação da tensão (1,79 V para 2,25 V) após 46 min de contato entre o fago-CNT e a bactéria (10 8 UFC.mL -1 ), que é referente ao ciclo completo do fago e a consequente lise da célula bacteriana. Portanto, a técnica usada para estabilizar o bacteriófago UFV-AREG1 em MWCNT foi efetiva, bem como a sua aplicação como nanobiosensor na detecção de E. coli O157:H7. Capítulo III: O fago também foi incorporado em um hidrogel de PVA e submetido a testes de intumescimento, espectro no infravermelho com Transformada de Fourier, análises térmicas de DSC e TGA e efeito antimicrobiano sobre E. coli O157:H7. O intumescimento do filme de PVA-fago (38 %) foi maior (p < 0,05) que o PVA-controle (15 %), o que favorece uma maior liberação do fago no meio. O halo de inibição médio (formado pela área de inibição) do hidrogel contendo fago foi de 3,715 cm 2 contra 2,916 cm 2 do controle com desvio padrão de 128,7 cm 2 . O halo de inibição do PVA-fago foi mais significativo que o PVA-controle (p < 0,05). Resultados esses que corroboram com a atividade antimicrobiana em meio líquido mostrando a curva de crescimento microbiano utilizando o leitor de microplacas. As análises do FTIR mostraram uma região de picos diferentes no PVA-fago não identificada na amostra de PVA-controle, podendo esta ser um indicativo da presença do fago no hidrogel. As análises térmicas (DSC e TGA) também não apresentaram diferenças entre os hidrogeis de PVA-controle e PVA-fago. Estudos mais aprofundados devem ser conduzidos para que o hidrogel de PVA adicionado do bacteriófago UFV-AREG1 possa ser utilizado como curativo adesivo pela indústria de alimentos no controle do patógeno E. coli O157:H7. Em geral a incorporação do fago UFV-AREG1 em matrizes poliméricas, como o alginato-Na e álcool poli(vinílico) para liberação no meio e aplicação como biocontrole e terapia e sua adição em MWCNT para uso como nanobiosensor se mostrou satisfatória em todos os estudos realizados neste trabalho, demonstrando que o fago tem potencial para ser utilizado para esses fins.

Grantor dc:publisher

Universidade Federal de Viçosa

Year dc:date.issued

2018

Author dc:creator

• Boggione, Delaine Meireles Gouvêa

Advisor dc:contributor.advisor

• Mendonça, Regina Célia Santos

Contributors dc:contributor

• Teixeira, Alvaro Vianna Novaes de Carvalho
• Santos, Igor José Boggione

• Bacteriófagos
• Escherichia coli - Controle biológico
• Nanotecnologia
• Alimentos contaminação

Statement dc:rights

• Acesso Aberto

Language dc:language.iso

por

Repository record dc:identifier.uri

http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/24215

OAI identifier oai:identifier

oai:locus.ufv.br:123456789/24215