biossensor colorimétrico para detecção de bactérias

BIOSSENSOR COLORIMÉTRICO PARA DETECÇÃO DE BACTÉRIAS PATOGÊNICAS
EM MEIO DE CULTURA E SUCO DE MAÇÃ
A COLORIMETRIC BIOSENSOR FOR THE DETECTION OF FOODBORNE BACTERIA IN
CULTURE BROTH AND APPLE JUICE
Ana Clarissa dos Santos Pires1, Nilda de Fátima Ferreira Soares1, Rêmili Freitas Soares1,
Mauro Vieira de Almeida2, Mireille Le Hyaric2, Samira Gama Reis2
1
2
Departamento de Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal de Viçosa
Departamento de Química, Universidade Federal de Juiz de Fora
Palavras-chave: polidiacetileno, biosensor, patógenos
Introdução
Muitos métodos têm sido utilizados para detectar patógenos em alimentos, entretanto alguns
envolvem técnicas complexas e, ou demandam tempo excessivo (LAZCKA et al., 2007). Os
polidiacetilenos (PDAs) têm atraído atenção dos pesquisadores, em virtude das suas
propriedades óticas únicas e resposta rápida a estímulos externos. PDAs alteram sua
coloração de azul para vermelho quando expostos a variações de temperatura, solventes e
moléculas biológicas (CHAMPAIBOON et al., 2009), sendo portanto capazes de atuarem
como biossensores (PIRES et al., 2010). Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar
a transição colorimétrica de vesículas de PDA em presença de meio de cultura e de suco de
maçã contaminado com Staphylococcus aureus ou Escherichia coli.
Material e Métodos
Vesículas de PDA funcionalizadas com N-[(2-tetradecanamida)-etill]-ribonamida (TDER)
foram sintetizadas seguindo a metodologia descrita por PIRES et al. (2011). Culturas de S.
aureus ATCC 6538 e de E. coli ATCC 11229 foram ativadas por três vezes consecutivas em
Tryptic Soy Broth (TSB) até 8,0 e 7,9 log10 UFC.mL-1 respectivamente e, posteriormente,
foram centrifugadas a 2.800 g por 10 minutos. Os sobrenadantes foram submetidos a cinco
diluições seriadas em solução salina 0,85% e foram utilizados nos experimentos, uma vez
que promovem melhor visualização da transição colorimétrica.
Análises espectrofotométricas de 1 mL das vesículas de PDA/TDER foram realizadas antes
e após a inoculação de 300 µL dos sobrenadantes diluídos e de suco de maçã esterilizado
contaminado com 7,0 e 6,9 log10 UFC.mL-1 de S. aureus e E. coli, respectivamente. Solução
salina, TSB e suco de maçã não inoculados foram utilizados como controles. A resposta
colorimétrica (RC) das vesículas em razão da presença de moléculas biológicas foi obtida
por meio de medidas e absorvância (A) em diferentes regiões do espectro e calculada por
meio da Equação 1.
Resultados e Discussão
Verificou-se que a adição de solução salina e TSB à suspensão vesicular biossensora não
induziu a transição colorimétrica, enquanto a presença do sobrenadante de ambas as
bactérias levaram à alteração da cor de azul para rosa, indicando que as vesículas de
PDA/TDER reconheceram os substratos bacterianos. .À medida que os sobrenadantes das
bactérias apresentavam-se mais diluídos, observou-se resposta colorimétrica das vesículas,
entretanto com menor intensidade (Figura 1). Na mesma figura é possível observar que a
resposta colorimétrica das vesículas foi maior na presença do sobrenadante de S. aureus,
sugerindo a possibilidade de diferenciação entre bactérias.
14
12
RC (%)
10
8
6
4
2
0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
Log10 UFC.mL-1
Figura 1 – Resposta colorimétrica de vesículas de PDA/TDER em presença de
sobrenadante de S. aureus (○) e E. coli (■).
Em relação à detecção de bactérias inoculadas em suco de maçã, verificou-se que os
substratos bacterianos também foram capazes de induzir a transição espectrofotométrica
nas vesículas, apresentando RC de 14,3% e 15,0% suco inoculado com sobrenadante de E.
coli.e de S. aureus, respectivamente, resultado perceptível visualmente No entanto, a adição
de suco não inoculado promoveu resposta colorimétrica similar (14,0%) àquela obtida
quando o suco de maçã foi inoculado com E. coli. Estes resultados indicam que moléculas
presentes no suco também foram reconhecidas pelas vesículas biossensoras, não havendo
distinção visual para a presença desta bactéria..
Conclusões
As vesículas biossensoras de PDA/TDER foram sensíveis à presença dos substratos
bacterianos de S. aureus e E. coli em meio de cultura, especialmente em relação à primeira.
Suco de maçã inoculado com substratos de S. aureus e E coli também induziram a transição
colorimétrica das vesículas biossensoras, demonstrando grande potencial de aplicação na
área de alimentos. Entretanto, em razão da complexidade das matrizes alimentícias, mais
estudos são necessários visando melhorar a especificidade e sensibilidade das estruturas.
Referências Bibliográficas
CHAMPAIBOON, T., TUMCHARERN, G., POTISATITYUENYONG, A., WACHARASINDHU,
S., SUKWATTANASINITT, M. A polydiacetylene multilayer film for naked eye detection of
aromatic compounds. Sensors and Actuators. B: Chemical, v. 139, p. 532-537, 2009.
LAZCKA, O., DEL CAMPO, F.J, MUNÕZ, F.X. Pathogen detection: A perspective of
traditional methods and biosensors. Biosensensors &. Bioelectronics, v. 22, p. 1205–
1217, 2007.
PIRES, A.C.S., SOARES, N.F.F., SILVA, L.H.M., ANDRADE, N.J., SILVEIRA, M.F.A.,
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PIRES, A.C.S., SOARES, N.F.F., SILVA, L.H.M., SILVA, M.C.H., ALMEIDA, M.V., LE
HYARIC, M, ANDRADE, N.J., SOARES, R.F., MAGESTE, A.B., REIS, S.G. A colorimetric
biosensor for the detection of foodborne bacteria. Sensors and Actuators. B: Chemical,
2011 (in press).
Agradecimentos: FAPEMIG, CAPES, CNPQ
Autor a ser contactado: Ana Clarissa dos Santos Pires, Universidade Federal de Viçosa – e-mail: [email protected]