Eficacia de los extractos naturales ricos en anillo cimenol como conservantes de materias primas y alimentos

Se presentan los resultados obtenidos con el uso de extractos de origen natural (anillo cimenol) en la conservación de materias primas y alimentos. Los estudios demuestran que el anillo cimenol tiene actividad fungicida y bactericida y que su efectividad se mantiene con el tiempo, lo que hace conservante ideal para almacenamiento prolongado.


INTRODUCCIÓN

La mecanización agrícola, los transportes masivos y los almacenajes prolongados, junto con las avanzada técnicas de elaboración de alimentos y a la reutilización de ciertos subproductos procedentes de la industria de la alimentación humana, favorece la contaminación microbiológica de las materias primas y de los alimentos para animales.

El crecimiento de microorganismos en los alimentos produce pérdidas de tipo:

Por todo eso se hace imprescindible el uso de conservantes en el alimento. En la actualidad, los ácidos orgánicos (y sus sales), junto con los extractos de plantas son los conservantes más utilizados.


Los ácidos orgánicos

Los ácidos orgánicos y sus sales presentan acción antibacteriana y antifúngica por su capacidad de penetrar en el interior del microorganismo, bajar el pH y así desorganizar la estructura celular.  Son bacteriostáticos y fungistáticos, lo que significa que inhiben el crecimiento y la reproducción sin eliminar totalmente los microorganismos.

El interés en encontrar sustitutos a los ácidos orgánicos se fundamenta en que presentan tres inconvenientes principales:

El anillo cimenol

El anillo cimenol es una estructura química común a muchas moléculas que se encuentran en plantas que han sido utilizadas tradicionalmente como especias para la conservación de alimentos o en etnobotánica. El anillo cimenol se puede encontrar en especies como Thymus vulgaris, Origanum majorana, Origanum vulgare, Mentha piperita, Ocimum basilicum, Salvia officinalis, Citrus limon,...


Mecanismo de acción

El contacto con el anillo cimenol provoca en las bacterias la liberación inmediata del contenido celular al medio, causada por la perforación de la membrana bacteriana que lleva a la destrucción de la célula. Sobre las levaduras y los hongos, el anillo cimenol causa deformidades y fracturas en las paredes celulares, sobretodo los que se encuentran en la fase de proliferación.

El anillo cimenol presenta acción sinérgica con los ácidos orgánicos porque sus mecanismos de acción son complementarios: el anillo cimenol rompe la pared celular y facilita la penetración del ácido, que desorganiza la estructura interna, con la consecuente muerte celular.

V. Ensayos in vitro y pruebas con alimentos
Los ensayos in vitro y las pruebas de campo indican de el anillo cimenol es efectivo contra bacterias, levaduras y hongos. A continuación se presenta un resumen esquemático de los ensayos realizados, tanto de su eficacia inmediata como de su efecto en conservaciones prolongadas.

V.I.ENSAYO DE EFICACIA INMEDIATA Nº1

Universidad Politécnica de Valencia, 1999

En este ensayo, se añadió anillo cimenol a cultivos in vitro de diferentes hongos y bacterias y se observó la capacidad del anillo cimenol para inhibir el crecimiento.

Se concluye que a 400 ppm es capaz de inhibir totalmente el crecimiento de los microorganismos ensayados.


V.II. ENSAYO DE EFICACIA INMEDIATA Nº2

Departamento I+D de Biovet, 2008.

Se añadió anillo cimenol a cultivos in vitro de diferentes hongos y se observó la capacidad del anillo cimenol para inhibir el crecimiento. Se determina la Concentración Mínima Inhibitoria.

A ciertas concentraciones, el cultivo todavía presenta crecimiento pero los micelios no están esporulados (micelios hialinos), lo que confiere a las colonias un color blanco. Esto significa que el hongo está vivo pero que no esporula y tampoco capaz de producir toxinas (no produce micotoxinas).

Fusarium tricinctum, cepa productora de T-2 toxina

Se concluye que a 400 ppm es capaz de inhibir totalmente el crecimiento de Fusarium tricinctum, aunque a partir de 100 ppm el hongo ya no produce toxinas.

Aspergilus flavus, cepa productora de aflatoxina B2

Aspergillus flavus esporulado (izquierda) y no esporulado (derecha)

Se concluye que a 200 ppm es capaz de inhibir totalmente el crecimiento de Aspergillus flavus, aunque a partir de 100 ppm el hongo ya no produce toxinas.

V.III. SINERGISMO CON ÁCIDO CÍTRICO

Departamento I+D de Biovet, Tarragona, 2008.

Se ensaya la capacidad de inhibición del crecimiento de una combinación de anillo cimenol:ácido cítrico (3:1), añadiéndolo a cultivos de Fusarium tricinctumen varias concentraciones.  Se compara con la capacidad de inhibición del anillo cimenol solo.

Fusarium tricinctum, cepa productora de T-2 toxina 

Se concluye que la combinación anillo cimenol + ácido cítrico inhibe totalmente el crecimiento del hongo a 200 ppm, una concentración menor que el anillo cimenol. Por lo tanto, la combinación es más efectiva que el anillo cimenol.


V.IV. ENSAYO DE EFICACIA PROLONGADA Nº 1

Universidad Politécnica de Valencia, 1999.

También se han realizado experimentos de la eficacia conservante del anillo cimenol, utilizando piensos comerciales contaminados en el laboratorio con Aspergillus flavus, Penicillium y Fusarium  y mantenidos a 28ºC durante 40 días. Se efectúan recuentos periódicos del nº de esporas por gramo de pienso. La dosis de anillo cimenol utilizada es 400 ppm.

Recuento de esporas de Aspergillus flavus por gramo de pienso

Recuento de esporas de Penicillium spp. por gramo de pienso

Recuento de esporas de Fusarium spp. por gramo de pienso

El ensayo demuestra el efecto fungicida del anillo cimenol a 400 ppm, que se mantiene a los 40 días.


V.V. ENSAYO DE EFICACIA PROLONGADA Nº 2

Departamento I+D de Biovet, 2008.

Se contaminó una partida de cereal con una cepa de Aspergillus flavus productora de aflatoxina B2 a una concentración de 8 x 105 ufc/gramo. Una muestra de cereal contaminado se tomó como control y a otra muestra se le añadió anillo cimenol a una concentración de 400 ppm.

Ambas muestras se incubaron a 27ºC y se efectuó un contaje de unidades formadoras de colonias por gramo a los 0, 7, 14, 21y 42 días.


Unidades formadoras de colonias/gramo

El ensayo demuestra el efecto fungicida del anillo cimenol a 400 ppm, con eficacia del 100% a partir de la tercera semana.


VI. Conclusiones

El anillo cimenol, producto de origen natural, presenta actividad bactericida y fungicida que ha sido demostrada en varios ensayos tanto de eficacia inmediata como prolongada.

Está confirmada su utilidad como conservante en materias primas y alimentos compuestos, siendo una válida alternativa a los ácidos orgánicos, especialmente en almacenamientos prolongados. La combinación con ácido cítrico mejora su eficacia.

Además, su manipulación es más segura respecto a otros conservantes, al no contener sustancias corrosivas.


V.II. Bibliografía

Extraído de la ponencia, “Eficacia del anillo cimenol como conservante”, presentada en el Simposium Internacional Biovet 2008.