Efecto antimicrobiano de vainillina y de aceites esenciales de canela y clavo en leche de vaca pasteurizada.

Abstract

OBJETIVOS: El propósito de este estudio fue determinar la actividad antimicrobiana de los aceites esenciales (AEs) de corteza de canela, hojas de canela y de clavo y de los compuestos puros eugenol, cinamaldehído y vainillina frente a Listeria monocytogenes Scott A y Escherichia coli O157:H7 y el efecto de la vainillina sobre la termorresistencia de L. monocytogenes Scott A en leche de vaca semidescremada. METODOLOGIA: Se determinó la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) y la Concentración No Inhibitoria (CNI) de los antimicrobianos en Caldo Tripticasa de Soja (CTS) mediante el modelado de la curva dosis-respuesta obtenida al graficar las áreas fraccionadas frente a la concentración de antimicrobiano, a pH 6 y 7. También se determinaron las Concentraciones Parcialmente Inhibitorias (CPIs) y las Concentraciones Mínimas Bactericidas (CMBs). La actividad de las combinaciones de antimicrobianos se determinó mediante el método del tablero de ajedrez, que permitió obtener la Concentración Fraccionada Inhibitoria de las mezclas (CFI) y los isobologramas correspondientes. La actividad de los antimicrobianos y sus combinaciones se determinó también en leche pasteurizada de vaca con diferentes concentraciones de grasa (entera, semidesnatada y desnatada) a temperaturas de 7 ºC y 35 ºC. La resistencia térmica de L. monocytogenes Scott A se ensayó en leche semidescremada calentada a 55 ºC, 58 ºC, 60 ºC y 62 ºC con 900, 1400 y 1800 ppm de vainillina. Dos modelos matemáticos se usaron para ajustar los datos obtenidos: el modelo “shoulder+log-linear” de Geeraerd y el modelo Weibull. RESULTADOS Y DISCUSION: E. coli 157:H7 fue más resistente a los AEs de corteza de canela, hojas de canela y clavo que L. monocytogenes. La vainillina y el cinamaldehido mostraron una actividad antimicrobiana similar frente a los dos microorganismos. El antimicrobiano con menor CMI frente a L. monocytogenes fue el AE de corteza de canela seguido por el AE de clavo, cinamaldehído el AE de hojas de canela, el eugenol y la vainillina. La menor CMI frente a E. coli O 157:H7 la presentó el cinamaldehido, seguido por el AE de corteza de canela, el eugenol, el AE de clavo, el AE de hojas de canela y la vainillina. Los antimicrobianos con menor CMB, fueron el eugenol, los AEs de clavo y hojas de canela seguidos por el cinamaldehido, el AE de corteza de canela y la vainillina. El pH no afectó los valores de CMI ni de CMB. Todas las combinaciones de antimicrobianos ensayadas fueron aditivas para L. monocytogenes; para E. coli O157:H7 las mezclas con AE de corteza de canela fueron indiferentes y las mezclas con vainilla fueron sinérgicas. En la leche de vaca el AE de corteza de canela fue el antimicrobiano más efectivo, seguido por el AE de clavo, AE de hojas de canela y la vainillina. Los AEs de canela y clavo aumentaron su actividad antimicrobiana en las mezclas, especialmente las combinaciones de AEs con vainilla. La incubación a bajas temperaturas y el menor contenido de grasa de la leche aumentó la actividad antimicrobiana de los AEs. La incorporación de vainillina en la leche disminuyó la termorresistencia de L. monocytogenes, incrementando la tasa de muerte y disminuyendo la longitud del hombro de las curvas de destrucción térmica, efecto que fue más evidente cuando se usaron las temperaturas más bajas. CONCLUSIONES: La vainillina y los AEs de corteza de canela, hojas de canela y clavo presentan actividad antimicrobiana en leche de vaca frente a L. monocytogenes y E. coli O 157:H7. Las dosis necesarias de los antimicrobianos para producir la inhibición se reducen combinando los antimicrobianos entre sí. El uso de concentraciones sub-inhibitorias de vainillina en leche semidescremada favorece la inactivación térmica de L. monocytogenes.

OBJETIVES: The purpose of this study was to determine the antimicrobial activity of cinnamon bark, cinnamon leaves and clove essential oils (EOs) against Listeria monocytogenes Scott A and Escherichia coli O157:H7 and the effect of vainillin on the thermal resistance of L. monocytogenes Scott A in semiskim cow’s milk. METHODOLOGY: The MIC (Minimal Inhibitory Concentration) and the NIC (Non Inhibitory Concentration) of the antimicrobials was determined in Trypticase Soy Broth (TBS), modelling the dose-response curve based on the fractional area against the concentration of antimicrobial. Partially Inhibitory Concentrations (PICs) and Minimum Bactericidal Concentrations (MBCs) were also determined. The FICs (Fractional Inhibitory Concentrations) index of mixtures of antimicrobials was established by the checkerboard method and the corresponding isobolograms. The activity of the antimicrobials and their combinations was determined in pasteurised cow’s milk. The effect of storage temperatures (7 °C and 35 °C) and the effect of milk fat on the antimicrobial activity was also evaluated. Finally, the heat resistance of L. monocytogenes in pasteurized cow’s milk heated to moderate temperatures (55, 58, 60 and 62°C) with different levels of vanillin (900, 1400 and 1800 ppm) was studied. Two models were used to fit the data: the “shoulder+loglinear” model and the Weibull model. RESULTS AND DISCUSSION. The antimicrobial with the lowest MIC against L. monocytogenes was cinnamon bark EO, followed by clove EO, cinanaldehyde, cinnamon leaves EO, eugenol and vanillin. The antimicrobial with the lowest MIC against E. coli O 157H was cinamaldehyde followed by cinnamon bark EO, eugenol, clove EO, cinnamon leaves EOs and vanillin. The pH did not affect the MICs and CNIs values. The antimicrobial with the lowest MBC against L. monocytogenes was clove EO, followed by eugenol, cinnamon leaves EO, cinnamon bark EO, cinamaldehyde, and vanillin. The antimicrobial with the lowest MBC against E. coli O157:H7 was eugenol followed by clove EO, cinnamon leaves EO, cinamaldehyde, cinnamon bark EO and vanillin. Mixtures of all EOs were additive against L. monocytogenes; against E. coli O157:H7mixtures with cinnamon bark EO were indifferent and mixtures with vanillin were synergistic. The antimicrobial with the highest antimicrobial activity in semi-skim cow’s milk was cinnamon bark EO, followed by clove EO, cinnamon leaves EO and vanillin. Incubations in milk with low fat content or at low temperature increased the antimicrobial activity. Mixtures of EOs increased the antimicrobial activity of individual components and combinations with vanillin were the most effective. Thermal resistance of L. monocytogenes in milk was reduced by vanillin at all temperatures tested. Vanillin increased the death rate and reduced the shoulder length of L. monocytogenes of thermal destruction curves in milk. This effect was more evident when working at lower temperatures. CONCLUSIONS: Cinnamon bark, cinnamon leaves and clove EOs show antimicrobial activity in pasteurized cow’s milk. Antimicrobial mixtures reduce the concentration of individual components to inhibit microbial growth. Sub-inhibitory concentrations of vanillin in semiskim milk increase the thermal inactivation of L. monocytogenes .