Seminario Recubrimientos

Martha Isabel Sánchez-Tamayo, Ph.D.

Ceras y recubrimientos antimicrobianos para frutas y verduras

ProfesoraDepartamento de Producción y Sanidad VegetalFacultad de Ingeniería AgronómicaUniversidad del Tolima

Desarrollo de recubrimientos

Antimicrobianos naturales

Conclusiones

Ceras antimicrobianas para manzanas

Recubrimientos antimicrobianos aplicados a mango

Introducción

Agenda

Patógenos de transimisión alimentaria

Patógenos de plantas

Enfermedades transmitidas por alimentos

Número de brotes de brotes, enfermedades, hospitalizaciones y muertes causadas por alimentos en Estados Unidos (2009-2018)

https://www.cdc.gov/salmonella/braenderup-08-12/index.html

Contaminación microbiológica de productos frescos

Las enfermedades transmitidas por elimentos (ETAs) y la recogida de productos asociados con bacterias patógenas en producto fresco involucran principalmente Salmonella, L. monocytogenes, y E. coli O157:H7L. monocytogenes es el patógeno alimentario que sobrevive facilmente en almacenamiento refrigerado debido a su naturaleza psicrófila

LOREM

+190

Frutas y verduras involucradas en brotes y retiradas de mercado asociados con Salmonella, Listeria monocytogenes y E. coli en Estados Unidos durante 2017-2020

Machado-Moreira, B. et al. 2019. Microbial Contamination of Fresh Produce: What, Where, and How? Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety

Compuestos antimicrobianos naturales

Evalución de antimicrobianos en sistemas de producción

Antimicrobianos naturales

Compuestos antimicrobianos de origen vegetalAceites esenciales (AE)Los consumidores están prestando mayor atención a la lista de ingredientes y evitan productos que contengan ingredientes "que suenen a químicos"

Aceites esenciales (AE)

Oregano

Carvacrol Timolр-Cymenoγ-Terpineno

Clavo

EugenolCariofilenoɑ - Humuleno

Cilantro

Linalol Ƴ-Terpinenoɑ-Pineno

Canela

CinamaldehídoLinalolEugenol ɑ-Pineno

Limitada aceptación sensorial

Actividad antimicrobiana

https://colibrifruit.com/procesos/

https://www.food-coating.com/whole-fruit-wax/

https://www.sunorchardapples.com/process-overview

• Directa
• AE en películas
• AE en recubrimientos

• Emulsiones
• Nanoemulsiones
• Vapor

Tipos de sistemas para la aplicación de AE

Recubrimientos para productos frescos

Tasa de respiración / Producción de etileno

Fisiología de la fruta

Actividad antimicrobiana

Optimización

Evaluación sensorial

Método de aplicación

Estabilidad de la solución/emulsión de recubrimiento

Concentración de los aceites esenciales

Desarrollo de recubrimientos antimicrobianos

Anthracnose infection

• Recubrimientos: Pectina, glicerol, aceite esencial de orégano
• Disminución de antracnosis (Colletotrichum gloeosporioides)
• Control de contaminación por Salmonella enterica

Inactivación de Salmonella y C. gloeosporioides en mangos mediante la aplicación de recubrimientos antimicrobianos

Principal enfermedad poscosecha en mangoCausada por Colletotrichum spp.Ocasiona entre el 30-60% de las pérdidas de producción en países productores de mangoControl químico: fungicidas sintéticos

• Efectos adversos en salud humana y animal
• Probable carcinógeno en humanos
• Contaminante de aguas

Antracnosis

https://www.foodsafetynews.com/2012/10/after-salmonella-outbreaks-growers-are-told-mangoes-are-high-risk-fruit/

https://www.cdc.gov/salmonella/braenderup-08-12/index.html

CDC - Brote de salmonelosis asociado a mangos frescos

Desarrollo de recubrimientos

Método de aplicación

Inmersión, aspersión...

Estabilidad

Soluciones/emulsiones de recubrimientos(equipos, condiciones de proceso, emulsificantes.)

Pruebas antimicrobianas In vitro

Para evaluar la eficacia del AE contra el microorganismo objetivo

Concentración de AE

No se debe afectar apariencia del fruto

Evaluación sensorial

Para determinar la aceptación del consumidor

Optimización

Encontrar la concentración óptima de los componentes del recubrimiento(Tasa de respiración, color, actividad antimicrobiana, pérdida de peso)

Tasa de respiración

Encontrar la concentración óptima de los componentes del recubrimiento(CO2, O2, C2H4)

Fisiología de la fruta

Firmeza, acidez, sólidos solubles, pérdida de peso, color...

Para el ensayo antifúngico, se utilizó el fungicida Procloraz (0.12% p/v) como tratamiento comparación.*Las concentraciones de pectina, glicerol, y AEO se seleccionaron según ensayos previos.

El área de enfermedad se analizó mediante ImageJ software.

Área de antracnosis - 20°C and 90% HR

≥0.5% AEO se comportó igual que fungicida Procloraz

Numbers are means ± standard deviation. Different letters above bars indicate a significant difference in the mean (p<0.05)

Recuperación de C. gloeosporioides de mangos inoculados

Numbers are means ± standard deviation. Different letters above bars indicate a significant difference in the mean (p<0.05)

Recuperación de Salmonella de mangos inoculados

Evaluación Sensorial

• Panelistas aprobaron el brillo, aroma, sabor y apariencia global (puntajes > 6)

• 0.9% AEO presentó resultados similares a Procloraz.

• Los recubrimientos de pectina formulados con glicerol y aceite esencial de orégano presentaron resultados similares a un fungicida comercial para mitigar la antracnosis y mostraron un buen comportameinto para una rápida inactivación de Salmonella

• Los mangos recubiertos fueron aceptados por los consumidores

• Los recubrimientos no tuvieron impactos negativos en la aceptación sensorial del producto

Principales hallazos

• Financiado por USDA Organic Research and Extension Initiative
• Todos los materiales orgánicos
• Cera carnauba, aceites esenciales (oregano, canela, clavo y cilantro), producto comercial (MicroGARD)
• L. monocytogenes, Salmonela y E. coli O157:H7
• Sistemas de encerado simulados

Eficacia de ceras antimicrobianas para controlar patógenos alimentarios en manzanas

https://www.cdc.gov/listeria/outbreaks/caramel-apples-12-14/index.html

CDC - Multistate Outbreak of Listeriosis Linked to Commercially Produced, Prepackaged Caramel Apples

*Mezcla de aceite esencial de orégano, canela, clavos y cilantro (v/v) en proporciones iguales

Tretamientos - Manzanas inoculadas con L. monocytogenes

No treament (Control)

Wax only (Control)

Wax + MicroGARD

Wax + 1% EOs

Wax + 2% EOs

≈2.0 reducciones logarítmicas

Numbers are means ± standard error. Different letters above bars indicate a significant difference in the mean (p<0.05)

L. monocytogenes recuperada de manzanas inoculadas

Evaluación sensorial - Prueba de discriminación

Prueba triánguloPara determinar si dos muestras son perceptiblemente diferentesSe presentan 3 muestras de forma simultánea (2 iguales, 1 diferente). Se pide al paneliste que seleccione la muestra diferente.

• Cera carnauba +2% AEs vs. Cera carnauba sola
• Cera carnauba +1% AEs vs. Cera carnauba sola

Resultados - Evaluación Sensorial

Prueba triángulo (N=40)

• Información para la industria de manzanas convencional y orgánica acerca de la eficacia de ceras antimicrobianas para inactivar patógenos transmitidos por alimentos

• La cera carnauba con 2% de aceites esenciales (oregano, canela, clavo y cilantro) fue efectiva en la inactivación de L. monocytogenes en comparación con el control de cera sin ingrediente activo.

• Las investigaciones posteriores deben evaluar los atributos organolépticos y de calidad para evaluar la idoneidad para su aplicación por parte de la industria de la manzana.

Principales hallazgos

Los aceites esenciales son prometedores como antimicrobianos naturales para productos frescos. Equipos multidisciplinarios (evaluación química, sensorial y microbiológica). Se necesitan estudios de aceptación del consumidor después del tratamiento con AE.

CONCLUSIONES

Contacto:Martha Isabel Sánchez T.misanchezt@ut.edu.coFacultad de Ingeniería Agronómica

Gracias

Development of coatings

Natural antimicrobials

Key Takeaways

Antimicrobial waxes for apples

Antimicrobial coatings for mangoes

Introduction

Index

• Compuestos derivados de plantas

• Aceites esenciales

• Los consumidores están prestando mas atención a la lista de ingredientes, escogiendo ingredientes "naturales" y evitando ingredientes que suenen a "químicos artificicales"

Antimicrobianos naturales

• Se identificaron 22 componentes

• Principales (carvacrol and timol) considerados principales responsables de la actividad antimicrobiana

• Terpenos (β-pineno, limoneno, terpineno) se encuentran en bajas concentraciones pero tienen influencia en la propiedad antimicrobiana (interacciones sinérgicas)

Componentes del aceite esencial de orégano (CG–MS)

Development of coatings

Natural antimicrobials

Key Takeaways

Antimicrobial waxes for apples

Antimicrobial coatings for mangoes

Introduction

Index

Inoculación del mango

C. gloeosporioides

• Lesión en la superficie del mango e inoculación con 50 μL of cultivo - Para analizar el área de la enfermedad (antracnosis)
• 50 uL cultivo (gotas -10 uL ) inoculadas por punto - Para simular infeccion natural

• Inoculación de suspensión de Salmonella s (gotas 10 µL drops) on zonas marcadas de la fruta

LOREM

+190

Stoma

Análisis SEM - Superficie de mango recubierta