Avaliação do potencial biotecnológico de estirpes selvagens de Weissella cibaria para a indústria alimentar

Abstract

As estirpes da espécie Weissella cibaria são candidatas promissoras para a descoberta de novos compostos de interesse biotecnológico para a indústria ou para aplicações probióticas. No presente estudo, avaliou-se o potencial biotecnológico e o perfil de segurança microbiológica de sete estirpes selvagens pertencentes à coleção da Unidade de Microbiologia Aplicada da Escola Superior de Tecnologia e Gestão da Universidade Politécnica de Viana do Castelo (ESTG-UNIPVC). As estirpes demonstraram uma atividade antimicrobiana assinalável contra agentes patogénicos selecionados, atuando através de um mecanismo dependente da presença de células, sem evidência de secreção de bacteriocinas para o meio de cultura. Relativamente aos atributos probióticos funcionais, todas as estirpes exibiram elevada tolerância aos sais biliares, a concentrações moderadas de sal (até 7%) bem como uma capacidade significativa de remoção de colesterol in vitro. Os ensaios de adesão celular revelaram uma coagregação robusta com espécies indicadoras e patogénicas (Escherichia coli e Salmonella enterica), o que sugere um mecanismo eficaz de exclusão competitiva e capacidade de estabelecimento em biofilmes protetores. A caracterização da segurança microbiológica incluiu o rastreio de atividades enzimáticas potencialmente indesejáveis (gelatinase, lipase, DNase e atividade hemolítica) e a determinação da produção de aminas biogénicas; estes atributos foram nulos ou insignificantes, reforçando o estatuto de segurança das estirpes. Adicionalmente, seis das sete estirpes produziram quantidades substanciais de exopolissacarídeos (EPS), presumivelmente identificados como dextrano, com atividade antioxidante. Entre as estirpes analisadas, a W. cibaria PFM1679 destacou-se por reunir, de forma integrada, eficácia antimicrobiana, elevadas propriedades de adesão, produção proeminente de EPS e segurança microbiológica, emergindo como a candidata mais promissora para a biossíntese de compostos com potencial tecnológico e/ou incorporação em formulações alimentares probióticas e subsequente validação in vivo.

Strains of the species Weissella cibaria represent promising candidates for the discovery of new compounds of biotechnological interest to industry or for probiotic applications in functional foods. In the present study, the biotechnological potential and microbiological safety profile of seven wild strains from the collection of the Applied Microbiology Unit at the School of Technology and Management of the Polytechnic University of Viana do Castelo (ESTG-UNIPVC) were evaluated. The strains demonstrated remarkable antimicrobial activity against selected pathogens, acting via a cell-dependent mechanism, with no evidence of bacteriocin secretion into the culture medium. With regard to functional probiotic attributes, all strains exhibited high tolerance to bile salts, as well as a significant capacity for cholesterol removal in vitro. Cell adhesion assays revealed robust co-aggregation with indicator and pathogenic species (Escherichia coli and Salmonella enterica), suggesting an effective mechanism of competitive exclusion and the ability to establish themselves in protective biofilms. The microbiological safety characterization included screening for potentially undesirable enzymatic activities (gelatinase, lipase, DNase and haemolytic activity) and the determination of biogenic amine production; these attributes were absent or negligible, reinforcing the safety status of the strains. In addition, six of the seven strains produced substantial quantities of exopolysaccharides (EPS), presumably identified as a dextran, with antioxidant activity. Among the strains analyzed, W. cibaria PFM1679 stood out for its integrated combination of antimicrobial efficacy, high adhesion properties, prominent EPS production and confirmed microbiological safety, emerging as the most promising candidate for the biosynthesis of compounds with technological potential and/or incorporation into probiotic food formulations and subsequent in vivo validation.