Produção de uma bacteriocina e utilização no combate à podridão mole da batata

Florencia Cladera Olivera – Instituto de Ciência e
Tecnologia de Alimentos – Universidade Federal do
Rio Grande do Sul (UFRGS). Doutoranda do
Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Química – R. Vinte e Quatro de Outubro, 1453
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O trabalho consistiu na produção de uma bacteriocina por uma bactéria isolada de instestino de peixe da Bacia Amazônica e utilização no combate à podridão mole da batata. Esta é uma doença que provoca apodrecimento e causa grandes perdas do produto, não só na colheita, mas também na estocagem. Perdas de até 100% durante a estocagem de batatas são atribuídas à podridão mole, geralmente causada por bactérias do gênero Erwinia, encontradas em abundância nos solos brasileiros. Além da batata, podem atacar diversas hospedeiras, principalmente as hortaliças, como cenoura, mandioquinha-salsa, repolho, couve-flor e tomate. A descoberta de novas alternativas de conservação é fundamental para garantir a segurança alimentar. O combate à fome implica, entre outros, na diminuição das perdas na agricultura e no armazenamento dos alimentos. Na descoberta de novas alternativas de conservação tem sido sugerida nos últimos anos a utilização de bacteriocinas. Estas são substâncias com atividade antimicrobiana, de natureza protéica e produzidas por bactérias, que podem ser empregadas de diferentes formas no alimento para inibir o crescimento de microrganismos indesejáveis.

Neste trabalho, estudou-se a bacteriocina produzida por Bacillus licheniformis P40, isolada do peixe Piau com Pinta. A bactéria foi selecionada dentre 86 isolados de solos, águas e peixes da região amazônica como produtora de atividade antimicrobiana. A bacteriocina mostrou-se ativa contra importantes bactérias patogênicas e deteriorantes de alimentos como Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, Erwinia carotovora e isolados clínicos de Streptococcus. No que se refere a segurança alimentar, o combate a microrganismos patogênicos constitui um ponto primordial. O patógeno L. monocytogenes está envolvido em surtos ligados ao consumo de produtos lácteos ou vegetais contaminados. A bacteriocina mostrou-se bactericida e bacteriolítica frente a este patógeno. Já, a ação contra isolados clínicos de Streptococcus indica seu potencial uso na prevenção ou tratamento de mastite. Esta é a doença que mais causa prejuízos à pecuária leiteira do Brasil e do mundo. A bacteriocina foi parcialmente purificada através de precipitação com sulfato de amônio e cromatografia de gel filtração e de troca iônica. Mostrou-se relativamente estável a altas temperaturas (100o C) e numa ampla faixa de pH. Estas características são interessantes na aplicação da substância no alimento permitindo uma ampla utilização em produtos e processos.    

Foto 01: Erwinia carotovora sem ser tratada com a bacteriocina. A bactéria está “em boas condições”.		Foto 02: Erwinia arotovora depois de ser tratada com a bacteriocina. Pode ser visto que a bacteriocina provoca a morte da bactéria, esta fica “murcha”, perdendo água.

A bacteriocina parcialmente purificada foi utilizada para o combate a Erwinia carotovora, que provoca perdas consideráveis no pós-colheita de tubérculos. Foram determinadas as concentracões bacteriostática e bactericida mínima e a cinética de acão da substância in vitro. Através de microscopia eletrônica de transmissão foi possível observar que a bacteriocina provoca plasmólise (perda de água) nas células de E. carotovora, descolamento da membrana citoplasmática mas sem provocar lise celular. A bacteriocina foi capaz de evitar a formação da podridão mole em tubérculos batata (in vivo), demonstrando a sua potencial aplicação no combate a esta doença e sugerindo-se, por exemplo, a pulverizacão da substância a campo ou a produção de batatas transgênicas mais resistentes.

No que se refere à produção de bacteriocinas, estas são geralmente obtidas usando meios de cultura comerciais, apresentando custos elevados. Poucos trabalhos têm sido conduzidos na utilização de resíduos ou sub-produtos para a produção de bacteriocinas. Neste sentido, foi estudada a produção da bacteriocina em resíduos e subprodutos da indústria de alimentos, sendo selecionado o soro de queijo para otimizar a produção. Este é um resíduo da produção de queijo gerado em grande quantidade no mundo todo, com uma alta concentração de substâncias orgânicas, sendo portanto, altamente contaminante. As melhores condições de produção da bacteriocina em termos de temperatura, pH e concentracão de soro de queijo foram determinadas, obtendose uma produção maior daquela obtida em meios caros de cultura.

Este estudo indicou a relevância da bacteriocina produzida pelo B. licheniformis P40 como um bioconservante natural para o controle de microorganismos patogênicos e deteriorantes, podendo aumentar a vida de prateleira dos alimentos e tornando-os mais seguros. Foi verificada também a sua potencial aplicação no combate à podridão mole, diminuindo assim as perdas pós-colheita. No entanto, mais estudos são necessários para tornar realidade a sua aplicação, como o estudo do potencial alergênico, a produção da bacteriocina em escala piloto e testes a campo com tubérculos. A transferência de tecnologias de biopreservação nos sistemas alimentares e suas aplicações industriais, são desafios que requerem maiores investigações. Este trabalho objetivou também, colaborar no estudo da aplicação biotecnológica da ampla biodiversidade microbiana da região amazônica, pouco estudada até o momento e que poderia trazer grandes vantagens para o país. A Bacia Amazônica constitui uma fonte de enormes recursos biológicos cujo potencial não tem sido plenamente estudado, sendo que poucos trabalhos foram publicados sobre a diversidade microbiana e a sua aplicação biotecnológica. Por exemplo, não existem relatos específicos de antimicrobianos produzidos por isolados bacterianos desta região. Além disso, a pesquisa visou contribuir no aproveitamento de um resíduo da indústria de alimentos altamente contaminante e produzido em grande escala no mundo todo, como é o caso do soro de queijo, ajudando assim a diminuir os problemas ambientais por ele causado. 

OBS: Florencia foi contemplada com o 1º lugar, na categoria Graduado, do XX Prêmio Jovem Cientista (2004), promovidos pelo CNPq, pelo Grupo Gerdau, pela Eletrobrás/ Procel e pela Fundação Roberto Marinho, que teve como tema “Produção de Alimentos – busca de soluções para a Fome”.

Vice-presidente da República, José Alencar e a vencedora Florencia Cladera Olivera. Fotógrafo: Aluízio Gomes de Assis