Se hace una revisión de antimicrobianos de origen natural para el control y prevención de microorganismos patógenos transmitidos por los alimentos. El uso de aditivos químicos sintéticos crean preocupación debido a los múltiples efectos adversos sobre la salud y el medio ambiente, por tanto el uso de antimicrobianos de origen natural pueden satisfacer las demandas de los consumidores y de la industria de alimentos.
Palabras clave: actividad antimicrobiana, extractos naturales, aditivos
A review of antimicrobials of natural origin is made for the control and prevention of pathogenic microorganisms transmitted by food. The use of synthetic chemical additives creates concern due to the multiple adverse effects on health and the environment, so the use of antimicrobials of natural origin can satisfy the demands of consumers and the food industry.
Keywords: antimicrobial activity, natural extracts, additives
En años recientes, ha habido un gran interés en la investigación y desarrollo de nuevos antimicrobianos de origen natural para inhibir microorganismos patógenos de importancia en alimentos (Balouiri, et al., 2016). El uso de productos químicos sintéticos, aunque están regulados por los organismos correspondientes (Hayek & Ibrahim, 2012), actualmente han ocasionado preocupación entre los consumidores, debido a sus múltiples efectos adversos sobre la salud y el medio ambiente (Shan, et al., 2007; Chen et al., 2016). Por ello, una de las alternativas son las plantas ricas en sustancias naturales que han mostrado propiedades antimicrobianas (Davidson, et al., 2015).
Por lo anterior, se hace una revisión de algunos extractos de origen natural que muestran actividad antimicrobiana, y pueden utilizarse como un medio natural antibacteriano en la industria de alimentos y ser una alternativa a los aditivos químicos sintéticos.
Se define por patógeno al microorganismo capaz de causar enfermedad. De acuerdo a la NOM-210-SSA1-2014, los microorganismos que se consideran como patógenos son: Listeria monocytogenes, Salmonella spp. y Staphylococcus aureus
Listeria monocytogenes: es bacilo corto, Gram positivo, no esporulado, móvil, aerobio facultativo, ß-hemolítico catalasa positivo, oxidasa negativa, capaz de crecer en condiciones de microaerofília o psicrofilia (Fernández, 2008). Todas las especies de L. monocytogenes son móviles cuando se cultivan entre 20 a 25 °C, inmóvil a 37 °C. El metabolismo es aeróbico y anaerobio facultativo. El crecimiento se produce entre pH 5.2 y pH de 9, su crecimiento óptimo ocurre entre 30 y 37 °C (Liu, 2008).
Salmonella spp: Es un bacilo Gram negativo, aerobio o anaerobio facultativo, no esporulado, generalmente lactosa negativa y móvil, y se considera una bacteria patógena para el hombre y algunos animales.
Staphylococcus aureus: Es una bacteria en forma de coco, que mide de 0.8 mm a 1.2 mm, Gram positiva, anaerobia facultativa, no esporulada, inmóvil, catalasa positiva, y es capaz de producir toxinas y otras enzimas relacionadas con su patogenicidad (Fernández, 2008).
Extractos de una gran cantidad de muchos frutos poseen actividad antimicrobiana contra los patógenos transmitidos por los alimentos, y pueden ser utilizados como inhibidores naturales en la industria alimentaria. Tril, et al., (2014), Determinaron las propiedades antioxidantes y antibacterianas del extracto de polvo obtenidos a partir de la pulpa del fruto de tamarindo. El extracto de tamarindo mostró actividad antimicrobiana contra bacterias Gram positivas y Gram negativas: Listeria innocua, Serratia marcenscens, Aeromonas hydrophila, Shewanella putrefaciens, Achromobacter denitrificans, Enterobacter amnigenus, Enterobacter gergoviae, Alcaligenes feacalis, estos microorganismos fueron escogidos debido a que son comúnmente asociados con alimentos refrigerados. La actividad antimicrobiana se determinó con base al método de microdilución en caldo, y obtuvieron que el extracto de tamarindo en polvo demostró actividad bactericida, estos autores mencionan que aunque los productos naturales de extractos mostraron actividad antimicrobiana, la razón detrás de esta capacidad no está bien documentada. Esta actividad antimicrobiana podría ser debida a compuestos presentes en su composición como son, los ácidos fenólicos o flavonoides, ya que estos compuestos son conocidos por causar daño a las membranas celulares, causando fuga de materiales celulares y finalmente ocasionar la muerte del microorganismo. Concluyen, que es posible utilizar este fruto fruta como fuente de conservantes naturales. Asimismo Kchaou, et al., (2016), Investigaron la actividad antimicrobiana de extracto de palmera datilera (Phoenix dactylifera L.), contra microorganismos patógenos. La actividad antimicrobiana la evaluaron mediante el método de difusión en disco y el extracto fue activo contra ocho cepas microbianas, estas incluyen cinco Gram (+) y tres especies de bacterias Gram (-). Los resultados revelaron que los extractos de esta planta, inhibieron el crecimiento de los microorganismos con diámetros en la zona de inhibición desde 9 a 19 mm para bacterias Gram (+) y de 6 a 25 mm para bacterias Gram (-).
Hayek & Ibrahim, (2012), encontraron que extractos de xoconostle (Opuntia matudae) presentaron actividad antimicrobiana contra cuatro cepas de Escherichia Coli 0157:H7, y la actividad antimicrobiana fue determinada mediante siembra en agar infusión de cerebro y corazón BHI. Los resultados indican que los frutos de xoconostle tienen el potencial para inhibir el crecimiento de E.coli, y podrían proporcionar un medio natural para controlar la contaminación patogénica, aminorando así los riesgos para la inocuidad de los alimentos. Estos hallazgos pueden llevar a más investigaciones para probar la actividad antimicrobiana de frutos de xoconostle, pero contra otros patógenos que aún no han sido investigados. Asimismo en un estudio, reciente Espinosa-Muñoz et al., (2016), evaluaron las condiciones óptimas de extracción asistida por ultrasonido de biocompuestos (fenoles totales y flavonoides), de xoconostle, para determinar la actividad antimicrobiana contra Salmonella typhimurium y Staphylococcus aureus, los resultados mostraron que los biocompuestos extraídos de xoconostle tienen un alto efecto inhibitorio sobre Salmonella typhimurium y un efecto moderado sobre Staphylococcus aureus. Estos extractos de xoconostle pueden utilizarse como aditivo natural antibacteriano en la industria alimentaria.
Los extractos de origen natural pueden ser una alternativa a los aditivos químicos sintéticos, ya que muestran actividad antimicrobiana contra una serie de microorganismos patógenos, esta actividad se le atribuye a sus metabolitos secundarios entre ellos los flavonoides.
1. Balouiri, M., Sadiki, M., & Ibnsouda, S. K. (2016). Methods for in vitro evaluating antimicrobial activity: A review. Journal of Pharmaceutical Analysis, 6(2), 71-79. Doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jpha.2015.11.005
2. Chen, Z., He, B., Zhou, J., He, D., Deng, J., & Zeng, R. (2016). Chemical compositions and antibacterial activities of essential oils extracted from Alpinia guilinensis against selected foodborne pathogens. Industrial Crops and Products, 83, 607-613. Doi: 10.1016/j.indcrop.2015.12.063
3. Davidson, P. M., Cekmer, H. B., Monu, E. A., & Techathuvanan, C. (2015). The use of natural antimicrobials in food. In E. L. A. r. reserved. (Ed.), Handbook of Natural Antimicrobials for Food Safety and Quality (pp. 1-27).
4. Espinosa-Muñoz, V., RoldáN-cruz, C. A., HernáNdez-Fuentes, A. D., Quintero-Lira, A., Almaraz-Buendía, I., & Campos-Montiel, R. G. (2016). Ultrasonic-Assisted Extraction of Phenols, Flavonoids, and Biocompounds with Inhibitory Effect Against Salmonella Typhimurium and Staphylococcus aureus from Cactus Pear. Journal of Food Process Engineering, Doi: 10.1111/jfpe.12358
5. Fernández Escartin E. (2008). Microbiología e inocuidad de los alimentos. Segunda edición. Universidad autónoma de Querétaro.
6. Hayek, S. A., & Ibrahim, S. A. (2012). Antimicrobial Activity of Xoconostle Pears (Opuntia matudae) against Escherichia coli 0157:H7 Laboratory Medium. International Journal of Microbiology, 1-6.
7. Kchaou, W., Abbès, F., Mansour, R. B., Blecker, C., Attia, H., & Besbes, S. (2016). Phenolic profile, antibacterial and cytotoxic properties of second grade date extract from Tunisian cultivars (Phoenix dactylifera L.). Food Chemistry, 194, 1048-1055. Doi: http://dx.Doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.08.120
8. Liu Dongyou. (2008). Handbook of Listeria moncytogenes. Grupo Taylor y Francis. New York.
9. Norma Oficial Mexicana NOM-210-SSA1-2014, Productos y servicios. Métodos de prueba microbiológicos. Determinación de microorganismos indicadores. Determinación de microorganismos patógenos.
10. Shan, B., Cai, Y.-Z., Brooks John D., & Corke Harold. (2007). Antibacterial Properties and Major Bioactive Components of Cinnamon Stick (Cinnamomum burmannii): Activity against. Foodborne Pathogenic Bacteria. Agric. Food Chem., 55, 5484-5490. Doi: 10.1021/jf070424d
11. Tril, U., Fernández-López, J., Pérez-Álvarez, J. A., & Viuda-Martos, M. (2014). Chemical, physicochemical, technological, antibacterial and antioxidant properties of rich-fibre powder extract obtained from tamarind (Tamarindus indica L.). Industrial Crops and Products, 55, 155-162. Doi: 10.1016/j.indcrop.2014.01.047
[a] Profesor - Investigador del Instituto de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, yana_217@hotmail.com
[b] Profesor - Investigador del Instituto de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, ruben_jimenez@uaeh.edu.mx
[c] Profesor - Investigador del Instituto de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, rgcampos@uaeh.edu.mx
[d] Profesor - Investigador del Instituto de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, victormj@uaeh.edu.mx
[e] Profesor - Investigador del Instituto de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, arogue@docencia.izt.uam.mx
[f]* Profesor - Investigador del Instituto de Ciencias Agropecuarias, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, almadhf@yahoo.com.mx