Επίδραση διαφόρων γλυκαντικών στην ανάπτυξη του παθογόνου μικροοργανισμού Salmonella Enteritidis και του προβιοτικού Lactobacillus plantarum

Abstract

Ο αυξανόμενος επιπολασμός της παχυσαρκίας και των διαφόρων μεταβολικών ασθενειών παγκοσμίως έχει αποδοθεί εν μέρει στην υπερβολική κατανάλωση ζάχαρης. Τα γλυκαντικά αποτελούν πλέον ένα δημοφιλές υποκατάστατο ζάχαρης, επιτρέποντας σε μια ποικιλία προϊόντων διατροφής να διατηρήσουν τη γευστικότητά τους με παράλληλη μείωση του θερμιδικού περιεχομένου. Ωστόσο, έχει αναφερθεί ότι η υποκατάσταση ζάχαρης μπορεί να επηρεάσει τη μικροβιακή ασφάλεια των τροφίμων. Ο στόχος αυτής της μελέτης ήταν να αξιολογήσει την πιθανή επίδραση της προσθήκης ποικίλων γλυκαντικών στην πλαγκτονική συμπεριφορά ανάπτυξης των Lactiplantibacillus plantarum και Salmonella enterica serovar Enteritidis. Συγκεκριμένα, έξι γλυκαντικά με ευρεία χρήση στη βιομηχανία τροφίμων αξιοποιήθηκαν. Τα βακτηριακά στελέχη εμβολιάστηκαν με πληθυσμό κυττάρων περίπου 102 CFU/mL σε θρεπτικό ζωμό συμπληρωμένο με i) τα επιλεγμένα γλυκαντικά και ii) γλυκόζη (μάρτυρας). Οι συγκεντρώσεις διαφορετικών γλυκαντικών αξιολογήθηκαν με βάση την ισοδυναμία γλυκύτητάς τους σε σύγκριση με 2.5 και 10% w/v γλυκόζη. Η βακτηριακή ανάπτυξη προσδιορίστηκε μέσω χρόνων ανίχνευσης απορρόφησης και περιεγράφηκε ποσοτικά, μέσω της εκτίμησης των ακόλουθων κινητικών παραμέτρων: i) του χρόνου ανίχνευσης (Tdet) που απαιτείται για να πραγματοποιηθούν αλλαγές στην οπτική πυκνότητα στο μέσο ανάπτυξης, ii) της μέγιστης κλίσης (ρυθμός) των αλλαγών οπτικής πυκνότητας (MSrODC) και της περιοχής (εμβαδόν) κάτω από την καμπύλη οπτικής πυκνότητας/χρόνου. Πραγματοποιήθηκε στατιστική ανάλυση (ANOVA) για τον προσδιορισμό τυχόν σημαντικών διαφορών μεταξύ των προαναφερθέντων χειρισμών. Συμπερασματικά, η Salmonella Enteritidis είχε υψηλότερη ανάπτυξη σε ζωμό με γλυκόζη ως προς την «Περιοχή» και το «MSrODC» στη συγκέντρωση 2.5% w/v, σε αντίθεση με τη συγκέντρωση 10% w/v που επιβραδύνεται η ανάπτυξη του παθογόνου στη γλυκόζη, η οποία έχει τη μεγαλύτερη τιμή «Tdet» σε σχέση με τα εξεταζόμενα γλυκαντικά. Στην περίπτωση του Lactiplantibacillus plantarum, και οι τρείς παράμετροι εμφάνισαν στατιστικά σημαντικές διαφορές και για τις δύο συγκεντρώσεις που μελετήθηκαν, με το βακτήριο να είχε υψηλότερη ανάπτυξη σε γλυκόζη, με μεγαλύτερη φάση προσαρμογής και χαμηλότερο μέγιστο ρυθμό ανάπτυξης και εμβαδόν στα γλυκαντικά. Συνολικά, η επίδραση της προσθήκης γλυκαντικών θα πρέπει να μελετηθεί διεξοδικά για να εξασφαλιστεί η βέλτιστη ασφάλεια των τροφίμων.

The increasing prevalence of obesity and various metabolic diseases worldwide, has been partially attributed to the excessive consumption of sugar. Sweeteners have become a popular sugar substitute, allowing a variety of food products to retain their palatability with parallel reduction of the caloric content. However, it has been reported that sugar replacement may affect the microbial food safety. The aim of this study was to assess the potential effect of sweeteners addition on the planktonic growth behavior of Lactobacillus plantarum and Salmonella enterica serovar Enteritidis. Six, commonly used in food industry, sweeteners were tested. The bacterial strains were inoculated with a cell population of about 102 CFU/mL in nutrient broth supplemented with i) the selected sweeteners and ii) glucose (control). Different sweeteners concentrations were evaluated based on their sweetness equivalence as compared to 2.5 and 10% w/v glucose. Bacterial growth was monitored by means of absorbance detection times, and was quantitatively described, through the estimation of the following kinetic parameters: i) the detection time (Tdet) needed for optical density changes to occur in the growth medium, ii) the maximum slope (rate) of optical density changes (MSrODC) and the “Area” under the optical density/time curve. Statistical analysis (ANOVA) was performed to determine any significant differences between the abovementioned treatments. In conclusion, Salmonella Enteritidis had significantly higher growth in glucose broth in terms of «Area» and «MSrODC» at the 2.5% w/v concentration, in contrast to the 10% w/v, where the growth of the pathogen slows down in the case of glucose, that has the highest «Tdet» value among the tested sweeteners. In the case of Lactiplantibacillus plantarum, all three parameters showed statistically significant differences for both concentrations studied, with the bacterium having a higher growth in glucose, with longer adaptation phase and a lower maximum growth rate and area in sweeteners. To conclude, the effect of sweeteners addition should be studied thoroughly to ensure optimal food safety.