Modelagem preditiva do crescimento de Listeria monocytogenes e Salmonella enterica em co-cultura com Enterococcus faecalis

Abstract

A microbiologia preditiva é uma ferramenta que pode ser utilizada para garantir a segurança alimentar, cujo principal objetivo é o desenvolvimento de modelos matemáticos que possam predizer a multiplicação ou inibição de micro- organismos em condições específicas. Alterações de pH, atividade de água, temperatura, presença de agente inibidor, dentre outras, devem ser consideradas na construção de modelos de predição. A modelagem do comportamento bacteriano em co-cultura descreve, além das condições intrínsecas e extrínsecas as que os micro-organismos são submetidos, as interações entre populações microbianas. Esta abordagem não é encontrada com frequência na literatura, por isto, o objetivo geral desta pesquisa foi desenvolver modelos de predição do comportamento de Salmonella enterica e Listeria monocytogenes em co-cultura com Enterococcus faecalis. Também foram ajustados modelos de crescimento de S. enterica, L. monocytogenes e E. faecalis em monocultura. A influência de E. faecalis no crescimento de L. monocytogenes também foi estabelecida pela simulação de Monte Carlo. De acordo com os resultados, houve aumento da fase lag, redução da taxa de crescimento e redução da população máxima atingida em ambos os patógenos estudados. Verificou-se que E. faecalis exerce ação antagonista em relação aos patógenos estudados, sendo o efeito bioconservante mais expressivo em L. monocytogenes. A simulação de Monte Carlo indicou probabilidades de ocorrência de taxas de crescimento diferentes, numa mesma condição experimental do crescimento de L. monocytogenes em co-cultura com E. faecalis. Esta informação adicional deve ser mais utilizada na área de microbiologia preditiva. E. faecalis como inibidor de S. enterica e L. monocytogenes pode ser uma alternativa dentre os métodos de conservação já existentes e a modelagem dessa inibição deve ser utilizada para nortear novas pesquisas na área.

Predictive microbiology is a tool that can be used to guarantee food safety, whose main objective is the development of mathematical models that can predict the multiplication or inhibition of microorganisms under specific conditions. Alterations of pH, water activity, temperature, presence of inhibitory agent, among others, should be considered in the construction of prediction models. The modeling of bacterial behavior in co-culture describes, in addition to the intrinsic and extrinsic conditions that the microorganisms are subjected to, the interactions between microbial populations. This approach is not often found in the literature, therefore, the general objective of this research was to develop models to predict the behavior of Salmonella enterica and Listeria monocytogenes in co-culture with Enterococcus faecalis. Growth patterns of S. enterica, L. monocytogenes and E. faecalis in monoculture were also adjusted. The influence of E. faecalis on the growth of L. monocytogenes was also established by the Monte Carlo simulation. According to the results, there was an increase in the lag phase, reduction of the growth rate and reduction of the maximum population reached in both pathogens studied. It was verified that E. faecalis exerts an antagonistic action in relation to the studied pathogens, being the most expressive bioconservant effect in L. monocytogenes. The Monte Carlo simulation indicated the probability of occurrence of different growth rates, in the same experimental condition of growth of L. monocytogenes in co-culture with E. faecalis. This additional information should be more used in the area of predictive microbiology. E. faecalis as an inhibitor of S. enterica and L. monocytogenes may be an alternative among existing conservation methods and the modeling of this inhibition should be used to guide new research in the area.