La forma más económica de matar las bacterias que causan enfermedades comunes transmitidas por los alimentos, principalmente causadas por Salmonella enterica - es calor, pero los mecanismos que matan a la Salmonella a temperaturas más bajas no se entendían completamente hasta ahora, según un equipo de investigadores.
Las bacterias pueden desarrollar formas de hacer frente al choque térmico, por lo que es importante desarrollar una comprensión completa de cómo el calor las mata, dijeron los investigadores.
Usando sensores eléctricos basados en gotas que desarrolló mientras era estudiante de doctorado en la Universidad de Purdue, Aida Ebrahimi, profesora asistente de ingeniería eléctrica en Penn State, determinó que el estrés por calor leve a temperaturas de alrededor de 120 grados Fahrenheit daña la pared celular de las bacterias sin romperlas.
"Teníamos la hipótesis de que la bacteria Salmonella podría morir debido a una fuga de la pared celular", dijo Ebrahimi. "Si los calienta, los lípidos que forman la pared celular vibran. A medida que la pared celular se debilita, puede permitirpequeñas moléculas para escapar. Debido a que estas pequeñas moléculas son en su mayoría iónicas, esperábamos un cambio en la conductancia eléctrica ".
Para probar su hipótesis, el equipo desarrolló un sensor que era sensible a los cambios en la conductancia eléctrica del medio de crecimiento. A medida que la pared celular de las bacterias perdía integridad, las moléculas cargadas eran expulsadas de las células a la solución que contenía las bacterias.y, en consecuencia, cambió la conductividad eléctrica de la solución.
Los investigadores llevaron a cabo múltiples experimentos utilizando bacterias Salmonella de tipo salvaje y resistentes al calor y correlacionaron los resultados eléctricos con la medición de fluorescencia y los protocolos de microbiología estándar. Las bacterias modificadas requerían más energía para hacer que las membranas celulares fueran lo suficientemente permeables como para filtrar moléculas pequeñas.El equipo también estudió el tiempo de calentamiento y el método de calentamiento, ya sea un aumento más lento de calor o un pulso repentino de calor, y descubrió que el calor pulsado era más efectivo para matar bacterias.
Los autores del artículo que aparece en el número actual de in Revista biofísica luego desarrolló un modelo analítico basado en sus experimentos que correlacionaban el daño de la membrana, la fuga citoplasmática y la muerte celular. Al comprender mejor los mecanismos de muerte bacteriana a temperaturas elevadas, estos hallazgos pueden mejorar potencialmente las estrategias de seguridad alimentaria y proporcionar formas más eficientes de desactivar las bacteriasutilizando una duración más corta de calentamiento a temperaturas más bajas.
"Sabemos cómo las altas temperaturas matan a las bacterias", dijo Ebrahimi. "Pero queríamos averiguar por qué la Salmonella murió a temperaturas más bajas. Hay beneficios de usar temperaturas más bajas, como ahorrar energía y conservar una mejor calidad nutricional, en comparación con los alimentoscalentado a altas temperaturas. Pero lo que es más importante, las bacterias pueden desarrollar resistencia al choque térmico, por lo que es importante saber cómo responden al choque térmico ".
Los coautores de Ebrahimi en el artículo, "Análisis de la estabilidad térmica de la membrana celular de Salmonella mediante la detección de impedancia multiplexada en el tiempo", son Lazlo Csonka y Muhammad Alam, Universidad de Purdue.
La National Science Foundation y un Bilsland Fellowship Award apoyaron este trabajo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Penn State . Original escrito por Walt Mills. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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