Orientador: Ladaslav Sodek / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:27:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thomas_AndreLuis_D.pdf: 1056106 bytes, checksum: b178d3f991fb0d5e761810242c1bf317 (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado

Orientadora : Profª Drª Emanuel M. de Souza / Coorientador : Prof. Dr. Vivian Rotuno Moure / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 25/05/2017 / Inclui referências : f. 86-97 / Resumo: A fixação biológica de nitrogênio é catalisada pelo complexo enzimático nitrogenase. Este complexo contém duas metaloproteínas: as proteínas Fe e MoFe. Em Azospirillum brasilense, objeto deste estudo, a regulação pós-traducional envolve a modificação covalente de uma das subunidades da proteína Fe por ADP-ribosilação. Esta ADPribosilação inativa reversivelmente a proteína Fe e é catalisada pela dinitrogenase redutase ADP-ribosiltransferase (DraT) em resposta ao aumento de íons amônio ou depleção da energia celular. O grupo ADP-ribosil é removido pela dinitrogenase redutase glicohidrolase (DraG), promovendo reativação da proteína Fe e consequentemente, da nitrogenase. Em resposta ao aumento de íons amônio, as proteínas PII, assim como a proteína de membrana AmtB, estão envolvidas no sistema de regulação atuando principalmente por interação direta com proteínas alvo. No caso de A. brasilense, as proteínas PII são denominadas de GlnB e GlnZ e interagem com DraT e DraG, respectivamente, regulando suas atividades. Porém o mecanismo pelo qual estas enzimas são reguladas pelos níveis energéticos celulares não é totalmente conhecido. O objetivo deste trabalho foi contribuir para elucidação do mecanismo da regulação póstraducional da nitrogenase em condições de anaerobiose. Vários aspectos da regulação do metabolismo energético nesta bactéria foram estudados. Para avaliar o envolvimento de AmtB e GlnZ de A. brasilense na regulação da nitrogenase, foi realizado um ensaio de desligamento / religamento da nitrogenase por anaerobiose em mutantes nos respectivos genes. Os resultados mostraram que as proteínas GlnZ e AmtB não participam diretamente da regulação por ADP-ribosilação da nitrogenase. Análises de LC-MS dos níveis de ATP e ADP indicaram redução substancial quando a cultura foi exposta à anaerobiose. Além disso, a adição do desacoplador CCCP, que diminui o ATP intracelular, causou desligamento e ADP-ribosilação da nitrogenase. Portanto, razão ATP/ADP pode estar relacionada ao mecanismo de regulação da atividade da nitrogenase nessas condições. Análise das frações celulares mostrou que, diferentemente da regulação por íons amônio, as proteínas PII não vão para a membrana durante a ADP-ribosilação da nitrogenase. O mesmo ocorre com DraG que permanece no citoplasma. Os resultados sugerem a existência de diferentes vias para o controle da atividade da nitrogenase, que depende do estímulo ao qual as células são submetidas. Palavras-chave: Azospirillum brasilense, regulação pós-traducional, ADP-ribosilação da proteína Fe, sistema DraT/DraG, anaerobiose. / Abstract: The biological nitrogen fixation is catalyzed by a nitrogenase enzymatic complex. This complex contains two metalloproteins: the Fe and MoFe proteins and undergoes to post-translational modification. In Azospirillum brasilense, object of this study, this posttranslational regulation involves the covalent modification in one of the subunits of Fe protein by ADP-ribosylation. This ADP-ribosylation reversibly inactivates the Fe protein and is catalyzed by dinitrogenase reductase ADP-ribosyltransferase (DraT) in response to an increase of ammonium concentration or decrease of cellular energy. The ADP-ribosyl group is removed by dinitrogenase reductase glycohydrolase (DraG), promoting Fe protein and, consequently, nitrogenase re-activation. In response to increased ammonium ions, the PII proteins, as well as the NH3 - channel AmtB, are involved in the regulatory system acting primarily by direct interaction with the target proteins. In A. brasilense, the PII proteins are denominated GlnB and GlnZ and interact with DraT and DraG, respectively, regulating DraT and DraG activities. However, the mechanism by which these enzymes are regulated by cellular energy levels is not fully known. The goal of this study was to contribute to the elucidation of the mechanism of post-translational nitrogenase regulation under anaerobic conditions. Several aspects of energy metabolism regulation in this bacterium were studied. To evaluate the involvement of A. brasilense AmtB and GlnZ in the regulation system, switch-off / on assays of nitrogenase by anaerobiosis were performed. The results confirmed that GlnZ and AmtB proteins do not directly participate in ADP- ribosylation of nitrogenase. LC-MS analysis of ATP and ADP levels showed a marked reduction when the culture was exposed to anaerobic conditions. Furthermore, addition of CCCP, which decreases intracellular ATP, caused switch-off and ADP-ribosylation of nitrogenase. Therefore, the ATP / ADP ratio, lead nitrogenase switch-off. Analysis of the cellular fractions, showed that, unlike the regulation by ammonium ions, the PII proteins did not migrate to the membrane during nitrogenase switch-off, and DraG also remained in the cytoplasm. The results suggest distinct pathway for the control of nitrogenase activity depending on which stimulus the cells are submitted to. Key words: Azospirillum brasilense, post-translational regulation, ADP-ribosylation, DraT / DraG system, anaerobiosis.

Orientador: Lucia Regina Durrant / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-02T11:40:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_IsisSerrano_M.pdf: 39367208 bytes, checksum: 5a2f9c170b776ab05bde7e9b95810cfe (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: As atividades industriais da sociedade moderna vêm produzindo grande quantidade de compostos poluentes tóxicos e persistentes nas águas e solos, acarretando desequilíbrio dos ecossistemas. A degradação de xenobióticos recalcitrantes por fungos, principalmente os de degradação branca, tem sido uma alternativa viável de biorremediação ambiental devido à produção de um sistema enzimático extracelular e não-específico por estes fungos. As enzimas ligninolíticas são capazes de atuarem na degradação da lignina e de vários compostos orgânicos xenobióticos poliaromáticos e com estruturas similares à molécula da lignina. Para uma eficiência na biotransformação e conseqüente mineralização dos compostos poluentes, os microrganismos podem produzir biosurfactantes responsáveis pela maior solubilização de moléculas recalcitrantes no meio, aumentando a superfície de contato entre poluentes e microrganismos, facilitando assim a disponibilidade a biodegradação. Neste trabalho, várias linhagens fúngicas foram capazes de crescer em hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs), ácido lignosulfônico e ácido tânico como fontes de carbono e produzirem enzimas ligninolíticas e biosurfactantes sob condições microaeróbia e anaeróbia. Tais compostos de difícil mineralização e resistentes as biotransformações foram degradados, parcialmente, pelos fungos estudados e a porcentagem de degradação apresentou variação de acordo com a linhagem, fonte de carbono utilizada e a condição de oxigenação. Em condição microaeróbia, os fungos 984, 1040, Q10 e 710 destacaram-se na degradação de compostos poliaromáticos. As melhores degradações foram apresentadas para decacicleno (10 anéis - 20-40%) e perileno (5 anéis - 11-40%)em relação aos HAPs de maiores massas molares. A degradação do naftaleno (2 anéis) foi maior do que fenantreno (3 anéis). Na condição anaeróbia, verificaram-se degradações para todas as fontes de carbono estudadas, exceto ácido tânico. Nesta condição, os fungos Q10, H2 e 710 apresentaram maior capacidade de degradação para a maioria das fontes de carbono estudadas. Em ambas as condições, a linhagem 984 apresentou maior produção de biosurfactante na presença de todos os HAPs testados. Os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos e outros compostos orgânicos recalcitrantes podem ser degradados sob condições microaeróbia e anaeróbia por fungos, auxiliando assim na biorremediação de locais contaminados de difícil despoluição pela ausência de oxigênio. / Abstract: The industrial activities of modern society produce great amounts of toxic compounds, which persist in rivers, soils and oceans, causing disturbance to ecosystems. Owing to an extracellular and non-specificenzymatic system produced by whiterot fungi, degradation of these xenobióticos became a viable alternative for environmental bioremediation. Such ligninolytic enzymes are able to degrade lignin and most organic and xenobiotic polyaromatic compounds and macromolecules with complex links similar to those found in lignin. For the efficient biotransformation and consequent mineralization of pollutant compounds, microorganisms can produce biosurfactants, which are responsible for solubilization of the recalcitrant molecules, increasing surface contact between pollutant and microorganism,and thus increasing proneness to biodegradation. In this work, non-basidiomycete fungi were grown on polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs), lignosulphonic acid and tannic acid as carbon sources and were able to produce ligninolytic enzymes, and bíosurfactants, under microaerobic and anaerobic conditions.These compounds were partially degraded by the fungi and the percentage of degradation varied depending on the fungal strain, carbon source and oxigenation condition. Under mícroaerobic conditions,the fungal strains 984, 1040,Q10 and 710 were the best degraders of PAHs, were decacyclene (ten rings) was degraded from 20 to 40% and perylene (five rings) 11 to 40%. Under anaerobic conditions, there was degradation of ali the carbon sources except tannic acid. FungiQ10, H2 e 710 showed the best degradations for the majority of carbon sources. Under both conditions, strain 984 showed great production of bíosurfactant emulsions when grownin PAHs. Polycyclicaromatic hydrocarbons and others recalcitrant organic pollutants can be degraded by fungi under microaerobic and anaerobic conditions,and thereby aid in the bioremediation of anoxic environments. / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:23:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissTB.pdf: 9645708 bytes, checksum: fb4557357ff1bb7d06af97fe7f8f3980 (MD5) Previous issue date: 2006-04-07 / Financiadora de Estudos e Projetos / O exercício físico tem sido considerado uma das três bases, junto com dieta e medicamento, no tratamento do Diabetes Mellitus tipo 2 e, normalmente, sua prescrição tem sido realizada utilizando-se das variáveis freqüência cardíaca máxima e consumo máximo de oxigênio. O limiar anaeróbio, embora mais sensível para tal finalidade, ainda é pouco utilizado em intervenção com essa população. Dessa forma, os objetivos deste estudo foram verificar o efeito do treinamento físico no limiar ventilatório sobre o controle glicêmico, potência aeróbia, composição corporal e perfil lipídico de mulheres com DM 2 e avaliar os efeitos da orientação nutricional sobre o padrão dietético destas pacientes. Para tal propósito, foram estudadas 19 voluntárias, sendo distribuídas em dois grupos: controle (n = 10; 55,5 anos de idade; 71,8 ± 13,3 kg) o qual permaneceu sedentário durante a intervenção e treinado (n = 9; 52 anos de idade; 75,0 ± 18,2 kg) que realizou treinamento físico por 12 semanas na intensidade equivalente ao limiar ventilatório em pista de atletismo. Nas avaliações iniciais e finais foi avaliado o controle glicêmico, a potência aeróbia, a composição corporal, o perfil lipídico, além de ser realizado avaliação e orientação nutricional, sem prescrição de dieta controlada. A cada duas semanas era realizada análise glicêmica pré e pós-sessão de exercício físico. Já, na avaliação intermediária houve a realização de teste ergoespirométrico, para ajuste da velocidade relativa ao limiar ventilatório para o grupo treinado, além de avaliação e orientação nutricional. Em função do treinamento físico foram observados redução na hemoglobina glicada, aumento da velocidade máxima, do tempo de exaustão e discreto aumento do consumo máximo de oxigênio, além de aumento da velocidade relativa ao limiar ventilatório acompanhada de reduções no consumo de oxigênio e porcentagem de consumo máximo de oxigênio relativo ao limiar ventilatório. Além disso, houve redução de massa corporal e de massa e porcentagem de gordura corporal, além de manutenção dos valores de circunferência de cintura, os quais aumentaram no grupo controle. Os valores de glicemia pós-sessão de exercício físico foram reduzidos em todos os momentos de avaliação. Apesar dos valores de colesterol total e LDL colesterol reduzirem e os valores de HDL colesterol aumentarem significantemente apenas no grupo controle, no grupo treinado estes valores também se aproximaram de valores de referência. Os dois grupos mantiveram dieta normocalórica e a distribuição de macronutrientes não foi alterada no decorrer do estudo, contudo houve redução do consumo mensal de óleo de soja. Assim, pode-se concluir que o treinamento físico no limiar ventilatório foi efetivo para melhora do controle glicêmico de maneira aguda e crônica, da potência aeróbia, em termos máximos e submáximos e da composição corporal. Já a orientação nutricional, na perspectiva de reeducação alimentar, foi efetiva em aproximar os valores de perfil lipídico a valores de referência.

Objetivou-se a produção de bacteriocina de Bifidobacterium animalis subsp. lactis, comparando-se os meios de cultivo sintéticos BSM (Bifidus Selective Medium) e MRS (Man Rogosa and Sharpe) com o meio de cultivo natural (soro de leite). Inicialmente, foram determinadas curvas de crescimento e de pós-acidificação, consumo de glicose, lactose e produção de bacteriocina de B.lactis através de processos fermentativos utilizando os meios de cultivo BSM, MRS e soro de leite (SL). Os microrganismos indicadores utilizados no teste de sensibilidade à bacteriocina produzida por B. lactis foram Lactobacillus sakei, Escherichia coli e Listeria monocytogenes. Considerando a cepa B. lactis uma espécie de bactéria aerotolerante, foi realizado, em meio de cultura BSM, estudo prévio avaliando o seu crescimento, com a variação da agitação (25, 50 e 100 rpm) e com tempo de cultivo de 30 h, a 37°C de temperatura. Os melhores resultados de crescimento celular (9,4 log UFC/mL) foram obtidos na agitação de 50 rpm. Determinada a melhor condição de agitação (50 rpm) e temperatura (37°C), foi realizado, em soro de leite, estudo de crescimento, acidificação e consumo de lactose, variando a concentração de sólidos totais dissolvidos (5, 10, 15, 20 e 25% p/v), para se estabelecer a concentração de soro de leite ideal para os estudos de suplementação. A maior quantidade de biomassa produzida, aliada à menor pós-acidificação, foi encontrada em soro de leite a 10% (p/v) de sólidos totais, no qual o microrganismo apresentou, ao final do cultivo (30 horas), contagem de 9,13 log UFC/mL e valor de pH 4,29, respectivamente. Também se verificou a influência dos meios de cultivo no crescimento e na produção de bacteriocina de B. lactis em agitador rotativo (shaker), que consistiu na análise comparativa do efeito da suplementação de 1% dos seguintes ingredientes: extrato de levedura (EL), inulina (I), L-cisteína (CI) e Tween 80 (T80). As melhores condições de cultivo encontradas para a maior produção de biomassa e bacteriocina foram obtidas no soro de leite, à concentração de 10% (p/v) suplementado com 1% de extrato de levedura (9,9 log UFC/mL e 200 UA/mL). Na etapa final do trabalho, estas condições foram testadas em fermentador de bancada, quando foi observado que o crescimento de Bifidobacterium lactis foi 10% maior em relação ao agitador rotativo. Quanto à atividade da bacteriocina produzida em fermentador de bancada, não houve diferença em relação ao agitador rotativo (200 UA/mL). Esta diferença no crescimento pode ser devido as melhores condições de anaerobiose oferecidas em fermentador de bancada, no qual houve a injeção de nitrogênio no meio de cultivo, sendo que, no agitador rotativo, a condição de anaerobiose foi gerada por um agente externo ao meio (uso de jarras de anaerobiose). Através do presente trabalho, pode-se concluir que a produção de bacteriocina por B. lactis é viável e apresenta resultados promissores quando utilizada a combinação soro de leite adicionado de extrato de levedura, o qual apresentou atividade antimicrobiana contra a cepa Listeria monocytogenes. A otimização do processo em fermentador de bancada demonstrou-se interessante quanto à produção de bacteriocina em nível industrial. / The objective was the production of bacteriocins by Bifidobacterium animalis subsp. lactis, comparing the synthetic culture medium BSM (Bifidus Selective Medium) and MRS (Man Rogosa and Sharpe) with the natural culture medium (whey). Initially, growth and post-acidification curves were determined, consumption of glucose, lactose and B. lactis bacteriocin production by fermentation processes using culture media BSM, MRS and milk whey (SL).The indicator organisms used in the test sensitivity to bacteriocin produced by B. lactis were Lactobacillus sakei, Escherichia coli and Listeria monocytogenes. Given the strain B. lactis one aerotolerant species of bacteria, it was conducted in culture medium BSM, a preliminary study assessing the growth, by varying the agitation (25, 50, and 100 rpm) with cultivation time of 30h at 37°C temperature. The best results of cell growth (9.4 log CFU / mL) were obtained at 50 rpm agitation. After the best condition of agitation (50 rpm) and temperature (37°C) determination, it was performed on whey, a study of growth, acidification and consumption of lactose, varying the concentration of total dissolved solids (5, 10, 15, 20 and 25% w/v), to settle the best concentration of whey for studies of supplementation. The highest amount of biomass produced, combined with the lowest post acidification was found in whey at 10% (w/v) of total solids, wherein the microorganism presented at the end of culture (30 hours) a counting of 9.13 log CFU/mL and pH 4.29, respectively. It was also verified the influence from the culture media on B. lactis growth and production of bacteriocin on a rotary shaker (shaker), which was the comparative analysis from the effect of supplementation by 1% of the following ingredients: yeast extract (EL), inulin (I), L-cysteine (IC) and Tween 80 (T80). The best growing conditions found for higher biomass and bacteriocin production were obtained from the whey concentration of 10% (w/v) supplemented with 1% yeast extract (9.9 log CFU/ml to 200 AU/mL). In the final stage of the work, these conditions were tested in bench fermentor, where it was observed that the growth of Bifidobacterium lactis was 10% higher than in the rotary shaker. Regarding the activity of bacteriocin produced in fermenter bench, there was no difference in the rotary shaker (200 AU / mL). This difference in growth may be due to the better anaerobic conditions offered in bench fermentor, which was the injection of nitrogen into the medium, and in a rotary shaker, the anaerobic condition was generated by an external agent to the medium (use of anaerobic jars). Through this study, it can be concluded that bacteriocin production by B. lactis is achievable and shows promising results when used the combination whey added yeast extract, which showed antimicrobial activity against the strain Listeria monocytogenes. The optimization process bench fermentor has been shown interesting as bacteriocin production at industrial level.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:31:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSE BENEDITO GIRARDELLO VENDRUSCOLO.pdf: 1476146 bytes, checksum: 5292fae7b7d577ba381792d84556d542 (MD5) Previous issue date: 2009-09-21 / O alimento originado do plâncton que chega ao peixe é o zooplancton e sua preferência alimentar na rede trófica são as microalgas, cuja autotrofia permite a riqueza de todos os sistemas aquáticos do mundo. Na produção aquícola os estudos de organismos como as microalgas, que possam permitir a produção sustentável na atividade, são necessários e relevantes. A microalga Scenedesmus quadricauda tem características especiais tais como digestibilidade, preferência de consumo, facilidade de cultivo. Objetivando a maximização da produção autotrófica e redução de custos no cultivo da microalga Scenedesmus quadricauda, dejetos biodigeridos de suínos e aves foram testados juntamente com meio de cultura Chu, tradicionalmente utilizado para essa finalidade. Esses produtos são disponíveis e de baixo custo na região do Sudoeste de Goiás, graças ao incremento regional da atividade de suinocultura e avicultura e ao seu potencial de crescimento nos últimos anos. Assim, o presente trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Aquicultura do Departamento de Zootecnia da Universidade Católica de Goiás, atendendo às condições ambientais necessárias para cultivo da microalga Scnedesmus quadricauda em meio de cultivo tradicional. Durante quatorze dias foram avaliadas as quatro repetições dos três tratamentos: meios de cultura Chu, biodigerido de aves e biodigerido de suínos. Concluiu-se que o meio de cultivo Chu tradicional pode ser substituído pelos meios de cultivo biodigerido de suínos e aves sem perda na produção de células da microalga Scenedesmus quadricauda, uma vez que a comparação entre eles não apresentou diferença significativa ao nível de 5% de probabilidade. Os picos de crescimento que representam produtividade para os três meios de cultura diferiram entre si com superioridade para biodigerido de aves e suínos em relação ao meio Chu.

Objetivou-se a produção de bacteriocina de Bifidobacterium animalis subsp. lactis, comparando-se os meios de cultivo sintéticos BSM (Bifidus Selective Medium) e MRS (Man Rogosa and Sharpe) com o meio de cultivo natural (soro de leite). Inicialmente, foram determinadas curvas de crescimento e de pós-acidificação, consumo de glicose, lactose e produção de bacteriocina de B.lactis através de processos fermentativos utilizando os meios de cultivo BSM, MRS e soro de leite (SL). Os microrganismos indicadores utilizados no teste de sensibilidade à bacteriocina produzida por B. lactis foram Lactobacillus sakei, Escherichia coli e Listeria monocytogenes. Considerando a cepa B. lactis uma espécie de bactéria aerotolerante, foi realizado, em meio de cultura BSM, estudo prévio avaliando o seu crescimento, com a variação da agitação (25, 50 e 100 rpm) e com tempo de cultivo de 30 h, a 37°C de temperatura. Os melhores resultados de crescimento celular (9,4 log UFC/mL) foram obtidos na agitação de 50 rpm. Determinada a melhor condição de agitação (50 rpm) e temperatura (37°C), foi realizado, em soro de leite, estudo de crescimento, acidificação e consumo de lactose, variando a concentração de sólidos totais dissolvidos (5, 10, 15, 20 e 25% p/v), para se estabelecer a concentração de soro de leite ideal para os estudos de suplementação. A maior quantidade de biomassa produzida, aliada à menor pós-acidificação, foi encontrada em soro de leite a 10% (p/v) de sólidos totais, no qual o microrganismo apresentou, ao final do cultivo (30 horas), contagem de 9,13 log UFC/mL e valor de pH 4,29, respectivamente. Também se verificou a influência dos meios de cultivo no crescimento e na produção de bacteriocina de B. lactis em agitador rotativo (shaker), que consistiu na análise comparativa do efeito da suplementação de 1% dos seguintes ingredientes: extrato de levedura (EL), inulina (I), L-cisteína (CI) e Tween 80 (T80). As melhores condições de cultivo encontradas para a maior produção de biomassa e bacteriocina foram obtidas no soro de leite, à concentração de 10% (p/v) suplementado com 1% de extrato de levedura (9,9 log UFC/mL e 200 UA/mL). Na etapa final do trabalho, estas condições foram testadas em fermentador de bancada, quando foi observado que o crescimento de Bifidobacterium lactis foi 10% maior em relação ao agitador rotativo. Quanto à atividade da bacteriocina produzida em fermentador de bancada, não houve diferença em relação ao agitador rotativo (200 UA/mL). Esta diferença no crescimento pode ser devido as melhores condições de anaerobiose oferecidas em fermentador de bancada, no qual houve a injeção de nitrogênio no meio de cultivo, sendo que, no agitador rotativo, a condição de anaerobiose foi gerada por um agente externo ao meio (uso de jarras de anaerobiose). Através do presente trabalho, pode-se concluir que a produção de bacteriocina por B. lactis é viável e apresenta resultados promissores quando utilizada a combinação soro de leite adicionado de extrato de levedura, o qual apresentou atividade antimicrobiana contra a cepa Listeria monocytogenes. A otimização do processo em fermentador de bancada demonstrou-se interessante quanto à produção de bacteriocina em nível industrial. / The objective was the production of bacteriocins by Bifidobacterium animalis subsp. lactis, comparing the synthetic culture medium BSM (Bifidus Selective Medium) and MRS (Man Rogosa and Sharpe) with the natural culture medium (whey). Initially, growth and post-acidification curves were determined, consumption of glucose, lactose and B. lactis bacteriocin production by fermentation processes using culture media BSM, MRS and milk whey (SL).The indicator organisms used in the test sensitivity to bacteriocin produced by B. lactis were Lactobacillus sakei, Escherichia coli and Listeria monocytogenes. Given the strain B. lactis one aerotolerant species of bacteria, it was conducted in culture medium BSM, a preliminary study assessing the growth, by varying the agitation (25, 50, and 100 rpm) with cultivation time of 30h at 37°C temperature. The best results of cell growth (9.4 log CFU / mL) were obtained at 50 rpm agitation. After the best condition of agitation (50 rpm) and temperature (37°C) determination, it was performed on whey, a study of growth, acidification and consumption of lactose, varying the concentration of total dissolved solids (5, 10, 15, 20 and 25% w/v), to settle the best concentration of whey for studies of supplementation. The highest amount of biomass produced, combined with the lowest post acidification was found in whey at 10% (w/v) of total solids, wherein the microorganism presented at the end of culture (30 hours) a counting of 9.13 log CFU/mL and pH 4.29, respectively. It was also verified the influence from the culture media on B. lactis growth and production of bacteriocin on a rotary shaker (shaker), which was the comparative analysis from the effect of supplementation by 1% of the following ingredients: yeast extract (EL), inulin (I), L-cysteine (IC) and Tween 80 (T80). The best growing conditions found for higher biomass and bacteriocin production were obtained from the whey concentration of 10% (w/v) supplemented with 1% yeast extract (9.9 log CFU/ml to 200 AU/mL). In the final stage of the work, these conditions were tested in bench fermentor, where it was observed that the growth of Bifidobacterium lactis was 10% higher than in the rotary shaker. Regarding the activity of bacteriocin produced in fermenter bench, there was no difference in the rotary shaker (200 AU / mL). This difference in growth may be due to the better anaerobic conditions offered in bench fermentor, which was the injection of nitrogen into the medium, and in a rotary shaker, the anaerobic condition was generated by an external agent to the medium (use of anaerobic jars). Through this study, it can be concluded that bacteriocin production by B. lactis is achievable and shows promising results when used the combination whey added yeast extract, which showed antimicrobial activity against the strain Listeria monocytogenes. The optimization process bench fermentor has been shown interesting as bacteriocin production at industrial level.

Os avanços tecnológicos ocorridos na última década trouxeram enormes benefícios, no sentido de possibilitar o uso de equipamentos computadorizados, que permitem a aquisição, processamento e armazenamento de um grande número de variáveis respiratórias e metabólicas em exercício físico, em tempo real e de ciclo a ciclo respiratório. Dentro deste novo cenário, o estudo realizado com esta nova geração de equipamentos, nas respectivas áreas de conhecimento, pôde ser direcionado, usando-se métodos matemáticos e estatísticos computadorizados, os quais possibilitam a aplicação de procedimentos automáticos e/ou semi-automáticos na solução de problemas específicos. É dentro deste contexto que se insere o presente estudo, que tem por objetivo comparar, em indivíduos sadios do sexo masculino, o limiar de anaerobiose ventilatório, durante o exercício físico dinâmico, usando-se métodos visuais gráficos e métodos baseados em modelos matemáticos, automáticos e semi-automáticos. Foram estudados 24 voluntários sadios do sexo masculino, com idade média de 33,8 ± 9,25 anos. Todos eles se submeteram a um ou dois testes de esforço físico dinâmico, segundo um protocolo contínuo do tipo rampa, na posição sentada, em cicloergômetro eletromagnético, acoplado a um sistema ergoespirométrico computadorizado (CPX/D – MedGraphics), que possibilita o cálculo de múltiplas variáveis cardiorrespiratórias, como: ventilação pulmonar (VE), produção de CO2 (VCO2), consumo de O2 (VO2), equivalentes ventilatórios de O2 (VE/VO2) e de CO2 (VE/VCO2), frações parciais do O2 (PETO2) e do CO2 (PETCO2) no final da expiração, quociente de trocas respiratórias (RER), freqüências respiratória (RR) e cardíaca (FC), além dos valores de potência aplicada e da velocidade de pedalagem no cicloergômetro. Os valores do LAV em exercício foram calculados por quatro diferentes métodos, que usam como critério de medida deste parâmetro, a mudança de inclinação da VCO2, da VE e do PET O2 em relação ao tempo ou da VCO2 em relação ao VO2. Estes métodos foram os seguintes: 1- método Visual VCO2 (M. VISUAL VCO2); 2- método Visual PET O2 (M. VISUAL PET O2); 3- método Automático, usando algoritmo, incorporado ao sistema MedGraphics (M. AUTOMÁTICO); 4- método semi-automático, implementado em nosso Laboratório, baseado no uso de modelos bissegmentados Linear-Linear (M. L-L VCO2) e Linear-Quadrático (M. L-Q VCO2) na condição de resposta da VCO2 em relação ao tempo e em relação ao VO2 (M. L-L VCO2 - VO2 e M. L-Q VCO2 - VO2). Os modelos bissegmentados se basearam na aplicação da soma dos quadrados dos resíduos, quando o conjunto de dados é ajustado pelo método dos mínimos quadrados, para uma reta inicial e final ou uma reta inicial e uma curva quadrática final. Após análise qualitativa e quantitativa apropriada ao conjunto de dados, chegou-se às seguintes conclusões: 1- os valores de LAV calculados pelos métodos visuais VCO2 e PET O2 foram significativamente superiores (p<0,05) aos obtidos pelos métodos Automático e L-L VCO2; 2- o método Visual VCO2 mostrou melhor desempenho do que o método Visual PET O2; 3- os valores do LAV calculados pelos métodos Automático e L-L VCO2 não foram estatisticamente diferentes e ambos subestimaram os valores do LAV, comparativamente aos métodos visuais VCO2 e PET O2 (p<0,05); 4- os métodos baseados em modelos bissegmentados L-L e L-Q mostraram que somente o M. L-L, para o caso da resposta da VCO2 em relação ao tempo, foi útil para medir quantitativamente o LAV; 5- o método semi-automático bissegmentar L-L VCO2 mostrou melhor desempenho do que o método Automático, quando ambos foram comparados qualitativa e quantitativamente (maior porcentagem de casos em que foi possível aplicar o modelo e melhor comportamento dos parâmetros das regressões lineares do LAV, relacionando potência e VO2); 6- o método semi-automático bissegmentar L-L VCO2 se mostrou promissor, no sentido de que possa ser aprimorado e usado, em futuro próximo, como método totalmente automático de determinação do limiar de anaerobiose ventilatório durante o exercício físico dinâmico. / The technological achievements in last decade made possible to use in laboratory facilities digital computerized equipments that allowed the acquisition, storage ande processing of cardiorespiratory variables during exercise on real time basis. Also, as a consequence of these advances, it was possible to apply mathematical models to represent physiological responses under experimental conditions. The present study must be understood in the context above described. It had the the purpose to compare the ventilatory anaerobic threshold (VAT) during dynamic exercise, by four different methods. Two of them are based on visual analyses made on graphic plots of computer monitor, and two others are based on application of mathematical models. Twenty four active and sedentary healthy men were studied in the present project (mean age 33.8 ± 9.2 years). All of them were studied in seated position using an electronic braked cycle ergometer (CORIVAL 400 – Quinton), that allowed the application of ramp powers using a computer software incorporated to the ergoespirometric system (MedGraphics – CPX/D). This system allowed the recording and processing of all cardiorespiratory variables usually needed in exercise physiology, as follow: O2 uptake (VO2), CO2 production (VCO2), minute respiratory ventilation (VE), respiratory equivalent ratio (RER), VE/VO2, VE/VCO2, and end tidal expiratory values of O2 (PET O2) and CO2 (PET CO2), as well as, power and rotation speed cycle ergometer values. The exercise protocol included a four minute period at a minimum power (3 - 4 Watts) followed by a ramp (15 – 35 Watts) adjustable individually on the basis of sex, age and weight of volunteers – the peak power was limited by the occurrence of unpleasant symptons or when the heart rate reached a target age value. The VAT values during exercise were measured by using four different methods: 1- visual loss of linearity related to time (VCO2 VIS. M.); 2- visual response of PET O2 at lowest value before the progressive increase in exercise; 3- automatic detection using MedGraphics algorithm; 4- semiautomatic method using bisegmentar mathematical models (Linear-Linear and Linear-Quadratic) applied to VCO2 and VE in relation to time (VCO2 L-L M.; VCO2 L-Q M.; VE L-L M.; VE L-Q M.) and to VCO2 in relation to VO2 during exercise (VCO2 vs. VO2 L-L M.; VCO2 vs. VO2 L-Q M.). The bisegmentar models were based on the measure of the square sum of residual values related to fitting of two functions, Linear-Linear and Linear-Quadratic, appling the least-square method. After qualitative and quantitative analyses of data, it was possible to reach to the following conclusions: 1- the VAT values measured by VCO2 and PET O2 visual methods were higher (p<0.05) than the ones obtained by Automatic and semi automatic methods; 2- the Visual VCO2 compared to PET O2 method, presented a better performance when VO2 and power values are represented by regression lines; 3- the VAT values obtained by Automatic and semiautomatic methods were not statistically different and have shown lower values when compared to visual methods (VCO2 and PET O2); 4- comparing the performance of the all bisegmentar methods tested, only the VCO2 L-L related to time was useful for measuring the VAT; 5- compared to Automatic method, the VCO2 L-L method could be applied in higher percentage of cases and presented parameters of regression lines (inclination and intercept) closer to visual methods; 6- the semiautomatic method applied to the response VCO2 in relation to time has shown a promising method that if fully automatic may be useful to calculate VAT in men.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseLDN.pdf: 2211362 bytes, checksum: 56d567f127817ea6dbac654c9286dd8c (MD5) Previous issue date: 2006-02-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / The objectives of this study were: to determine AT of healthy (HI) and coronary disease (CD) men by ventilatory visual method (gold standard) and by means of Hinkley statistical method applied to heart rate (HR), carbon dioxide output ( CO2) and surface electromyography (sEMG) root mean square (RMS) data, and to compare both methods in each studied group; to evaluate and to compare the heart rate variability (HRV) responses in resting supine and sitting positions in HI and CD groups; to compare the responses of cardiopulmonary and muscle variables between HI and CD groups at effort peak and at anaerobic threshold (AT); to correlate HRV indexes obtained in resting conditions to oxygen uptake ( O2) obtained at AT and at effort peak. Twenty middle-aged men were studied (10 HI and 10 CD), during three protocols: I) Cardiologic and clinical evaluations; II) Resting conditions: HR and R-R intervals (R-Ri, in ms) were collected during 900s in supine and sitting positions; III) Ergoespirometric test: the protocol consisted of 1 resting min, 4 min of warm-up and 15W/min increments until physical exhaustion or reaching maximum HR predicted by age. The ventilatory and metabolic variables were collected on a breath-by-breath basis, HR was collected on a beat-to-beat basis and vastus lateralis sEMG signal was collected all over the test. For the analysis of resting conditions (PII) RMSSD index of R-Ri (ms) was used for time domain data analysis; for frequency domain analysis, an auto-regressive model was used to obtain very low (VLF), low (LF) and high frequency (HF) bands; LF and HF bands were expressed as absolute and normalized units and as the LF/HF ratio. No statistically significant (p>0.05) interaction was found among the different groups and studied positions. In the exercise condition (PIII) AT determination was realized by gold standard method, identifying the loss of parallelism between O2 and CO2 responses, and by means of Hinkley statistical model applied to CO2, HR and sEMG RMS index, and the two methods were compared. The cardiopulmonary and muscles variables values at AT (gold standard) and at maximum effort were compared between the two studied groups. No significant differences were found among the different AT determination methods. In inter-groups analysis, significant differences were found in O2 (mlO2/kg/min), ventilatory equivalent for oxygen ( E/ O2) and for carbon dioxide ( E/ CO2) values at AT and at maximum effort and in O2 (ml/min) values at maximum effort. We found weak and median correlations between HRV indexes obtained in resting conditions and O2 obtained at AT and at effort peak. Although HRV is an important index of heart rate autonomic modulation evaluation, we concluded that we cannot use it to estimate aerobic power and capacity of these subjects, due to the weak correlations. IM individuals presented lower aerobic power and capacity in comparison to SA individuals, and the statistical model studied showed to be effective for determining AT in both groups age- and diseaseindependently, which allows the safe prescription of physical activity for healthy individuals as for individuals with old myocardial infarction. / Os objetivos deste estudo foram determinar o LA de homens com infarto antigo do miocárdio (IM) e de saudáveis (SA) por meio dos métodos visual ventilatório (gold standard) e pelo método estatístico de Hinkley aplicado aos dados de freqüência cardíaca (FC), produção de gás carbônico ( CO2) e RMS da eletromiografia de superfície (EMGs) e comparar os dois métodos em cada grupo estudado; avaliar e comparar as respostas da variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) em repouso supino e sentado, nos grupos SA e IM; comparar as respostas das variáveis cardiorrespiratórias e musculares entre os grupos SA e IM no LA e no pico do esforço; correlacionar os índices de VFC obtidos no repouso aos de consumo de oxigênio ( O2) obtidos no LA e no pico do esforço. Foram estudados 20 homens de meia idade (10 SA e 10 IM) durante três protocolos: PI) Avaliação clínica-cardiológica; PII) Em repouso: a FC e os intervalos R-R (iR-R, em ms) foram coletados durante 900s nas posições supina e sentada; PIII) Teste erogespirométrico: o protocolo consistiu de um min de repouso, 4min de carga livre e incremento de 15W/min até a exaustão física ou até que os voluntários alcançassem a FC máxima prevista em relação à idade, sendo coletadas as variáveis ventilatórias e metabólicas respiração a respiração, a FC batimento a batimento e a EMGs do músculo vasto lateral. Para a análise dos dados no repouso (PII), foi utilizado o índice RMSSD dos iR-R (ms) no domínio do tempo; no domínio da freqüência foi aplicado um modelo auto-regressivo e obtidas as bandas de muito baixa (MBF), baixa (BF) e alta freqüência (AF), sendo os componentes BF e AF expressos em unidades absolutas e normalizadas e na razão BF/AF, não encontrando significância estatística (p>0,05) na interação entre os diferentes grupos e posições estudadas; Na condição de exercício (PIII), foi feita a determinação do LA por meio do método gold-standard, identificando a perda de paralelismo entre as curvas de O2 e CO2 e por meio da aplicação do modelo estatístico de Hinkley aplicado aos dados de O2, FC e RMS da EMG e comparados os dois métodos. Foram também comparados os valores das variáveis cardiorrespiratórias e musculares no LA (goldstandard) e no pico do esforço entre os dois grupos estudados. Não foram encontradas diferenças significativas entre as diferentes metodologias de determinação do LA. Na análise inter-grupos, foram encontradas diferenças estatisticamente significantes nos valores de O2 corrigido pela massa corporal, equivalente ventilatório de oxigênio e equivalente ventilatório de gás carbônico no LA e pico do esforço e do O2 absoluto somente no pico do exercício. Foi realizada a correlação entre os índices de VFC do repouso aos de O2 obtidos no LA e no pico do esforço, encontrando correlações fracas e medianas. Concluímos então que apesar da VFC no repouso ser um importante índice de avaliação da modulação autonômica da freqüência cardíaca, não podemos utilizá-la para inferir sobre a capacidade e a potência aeróbia dos indivíduos, já que as correlações foram fracas. Os indivíduos IM apresentaram menor capacidade e potência aeróbia em comparação aos SA, sendo que o modelo estatístico estudado neste trabalho se mostrou eficaz para a determinação do LA em ambos os grupos estudados, independentemente da idade e da presença de patologia, o que permite a prescrição segura de atividade física tanto para indivíduos saudáveis como para portadores de infarto antigo do miocárdio.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLGP.pdf: 1609330 bytes, checksum: 88bd59a45015d98192652d3d68f74fe3 (MD5) Previous issue date: 2006-02-21 / Some studies have been conducted with the objective of applying mathematical models to the data of HR, CO2 and RMS of myoelectric signal to determine a shift point on their behaviors during exercise and characterize metabolic changes which occur at the anaerobic threshold level (AT), saving time and optimizing the conventional analysis process which, by financial reasons, has become restricted to few research centers. The objective of the present study was to determine the anaerobic threshold applying two mathematical models, Heteroscedastic and Hinkley, to a set of HR, RMS and CO2 data. Methods: 9 active elderly subjects were studied (61,4 ±1,8years) during continuous physical ramp load test on cycle ergometer, with power ranging from 10 to 15 Watts/min. FC data was collected beat to beat and ventilatory variables breath to breath. After the application of mathematical models to these variables and the identification of the behavior shift points, the power levels, HR and O2 were registered, compared and co-related to those obtained by the graphic visual model. Statistic methodology: The Friedman test was used to make multiple comparisons and the Spearman co-relation test (5%) to verify the adjustment of the models to the variables. Results: no significant differences were found (p>0,05) in relation to the gold standard, between the power levels, O2 and HR during the LA shift identified by the different models. Significant correlated data were found between the HR values identified by the mathematical models applied to the HR and O2 data, between the values of O2 when identified by the HR, and between power rates only when identified by the Hinkley model applied to data of RMS of the myoeletric signal. Conclusion: in the sample study, the mathematical models appeared adequate in determining noninvasive AT. Both models adjusted better to the HR data, followed by CO2 and RMS. / Alguns estudos têm sido conduzidos com o objetivo de aplicar modelos matemáticos aos dados de FC, CO2 e RMS do sinal mioelétrico para determinar um ponto de mudança nos seus comportamentos frente ao exercício e caracterizar alterações metabólicas que ocorrem no nível do limiar de anaerobiose (LA), poupando tempo e otimizando todo o processo de análise convencional, que por motivos financeiros, torna-se restrita a poucos centros de pesquisa. O objetivo do presente estudo foi determinar o limiar de anaerobiose aplicando dois modelos matemáticos, Heteroscedático e Hinkley, ao conjunto de dados de FC, RMS e CO2. Metodologia: foram estudados 9 idosos ativos (61,4±1,8 anos) durante teste de exercício físico dinâmico contínuo do tipo rampa, em cicloergômetro, com incrementos de potência variando de 10 a 15 Watts/min. Foram coletados os dados de FC batimento a batimento, eletromiografia de superfície do músculo vasto lateral e variáveis ventilatórias respiração a respiração. Após a aplicação dos modelos matemáticos e identificados os pontos de quebra de comportamento, foram registrados neste momento os valores de potência, O2 e FC, comparados e correlacionados aos obtidos pelo modelo visual gráfico. Metodologia estatística: foi utilizado o teste de Friedman para comparações múltiplas e o teste de correlação de Spearman (nível de significância de 5%). Resultados: não foram encontradas diferenças significantes, em relação ao padrão ouro, entre os valores de potência, O2 e FC no momento do LA identificado pelos diferentes modelos. Foram encontradas correlações significantes entre os valores de FC identificados pelos modelos matemáticos aplicados aos dados de FC e CO2, entre os valores de O2 quando identificados pela freqüência cardíaca e de potência somente quando identificada pelo modelo de Hinkley aplicado aos dados de RMS do sinal mioelétrico. Conclusões: no grupo estudado, os modelos matemáticos mostraramse eficientes na determinação não-invasiva do LA. Ambos os modelos ajustaramse melhor aos dados de FC, seguido pela CO2 e RMS.