Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-03-04T16:25:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Roger Dissertação Mestrado 2014_ versão Final biblioteca_ Entregue_.pdf: 1359994 bytes, checksum: ce3bbcf3906e6cb72bdfea9a7b7e7d06 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-04T16:25:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Roger Dissertação Mestrado 2014_ versão Final biblioteca_ Entregue_.pdf: 1359994 bytes, checksum: ce3bbcf3906e6cb72bdfea9a7b7e7d06 (MD5) Previous issue date: 2014-02-20 / CAPES / CNPq / FINEP / O gênero Shewanella é um representante da classe das Gammaproteobactérias, família Shewanellaceae, compondo um grupo de bactérias gram-negativas, móveis, baciliforme, oxidase positiva, comumente encontrada em ambiente marinho e isolada do trato digestivo de animais aquáticos. Devido a suas características vem sendo amplamente testado como probiótico na carcinicultura. Estes têm sido utilizados na aquicultura para o controle biológico, aumento da taxa de conversão alimentar e sistema imune dos camarões. Este estudo teve por objetivo identificar potenciais bactérias probióticas retiradas do hepatopâncreas e estômago do camarão cultivado em sistema heterotrófico, avaliar as relações filogenéticas das cepas com o gênero Shewanella e caracteriza-las através de análisesmorfológicas, bioquímicas, produção de biofilme e antibiograma. A partir do cultivo heterotrófico de Litopenaeus vannamei, foram selecionadas as cepasIPA-S.51, IPA-S.111 e IPA-S.252para identificação através do sequenciamento parcial do gene 16S rRNA e comparados ao GenBank – NCBI e RDP - Seqmatch. As cepas foram alinhadas a 45 espécies do gênero Shewanella e avaliadas filogeneticamente utilizando os métodos Neighbor-Joining, Máxima Verossimilhança e Inferência Bayesiana. Quanto àsanálises morfológicas foram avaliadas parâmetros de acordo com a similaridade a padrões estabelecidos. Os testes bioquímicos foram realizados com o auxílio dos kits BACTRAY I, BACTRAY II e BACTRAY III (Labroclin®), totalizando 30 testes bioquímicos. A avaliação da capacidade de formação de biofilme foi realizada segundo Christensen e colaboradores. No antibiograma as cepas bacterianas foram submetidas a 13 antibióticos distintos segundo à técnica de Kirby e Bauer, com três repetições. O sequenciamento das cepas revelou alta similaridade a espécie Shewanella algae, utilizando o GenBank e o RDP-seqmath. A Inferência Bayesiana apresentou maior aporte estatístico e fidelidade dentre os métodos analisados. A Shewanella upenei apresentou alta similaridade as cepas estudadas, assim como a S. algae. As análises filogenéticas não descartam a hipótese de novas espécies para IPA-S.51, IPA-S.111 e IPAS. 252. As cepas estudadas foram sensíveis aos antibióticos Ampicilina/Subactan, Ofloxacina e Tetraciclina. A caracterização fenotípica fortalece a hipótese de especiação para as cepas testadas. Portanto, a capacidade de formação de biofilme, adicionada ao alto potencial enzimático e antagonismo a patógenos, característico do gênero Shewanella, tornam estas cepas potenciais probióticos para carcinicultura. / The genus Shewanella is one representant of Gammoproteobacteria class, family Shewanellaceae, being part of gram-negative bacteria group, mobile, bacilliform, oxidasepositive, commonly found on marine environments and isolated from the digestive tract of aquatic animals. Due to its characteristics, some tests as probiotics are being carried out in carciniculture. They are being used on aquaculture for biological control, augmentations on feed conversion rates and immune system of shrimps. This study has as objective identify potentials probiotics bacteria found in the hepatopancreas and stomach of shrimps cultivated on heterotrophic based system, evaluating the strain phylogenetic relationships with Shewanella genus and characterizing them through morphological and biochemical analysis, biofilm production and antibiogram. The strains IPA-S.51, IPA-S.111 e IPA-S.252 were selected from the heterotrophic cultivation of Litopenaeus vannamei, identified through partial 16S rRNA sequencing and compared to GenBank – NCBI and RDP - Seqmatch.The strains were aligned to 45 species of Shewanella genus and phylogenetically evaluated using Neighbor-Joining,Maximum-Likelihood estimation and Bayesian Inference.Regarding the morphological analysis parameters were evaluated according with established standard similarities. The biochemical tests were conducted with the assistance of BACTRAY I, BACTRAY II and BACTRAY III (Labroclin®) kits, totalizing 30 biochemical tests.The Biofilm capacity evaluation was made according Christensen et al. Regarding the antibiogram, the bacterial strains had undergone 13 distinct antibiotics according Kirby and Bauer, with three repetitions. The strains sequencing showed high similarity to Shewanella algae species, using GenBank and RDP-seqmath.The Bayesian inference displayed higher statistic contribution e fidelity among the other methods.The Shewanella upenei showed high similarity to the strains in study also as Shewanella algae.The phylogenetic analysis does not exclude the hypothesis of IPA-S.51, IPA-S.111 e IPA-S.252 being new species.The strains studied were sensitives to the antibiotics Ampicillin/Sulbactam, Ofloxacin, Tetracyclin. The phenotypic characterization of the strains supports the hypothesis of speciation. Thus, the capacity of biofilm formation plus the high enzymatic potential and antagonism interactions to pathogens, characteristics found in the Shewanella genus, make these strains potential probiotics to carciniculture.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-03-16T15:01:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) CAROLINA KROPNICZKI GOUVEIA - DISSERTAÇÃO.pdf: 1168935 bytes, checksum: ec9fc0cb4665cb4641bd7162f5449c56 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-16T15:01:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) CAROLINA KROPNICZKI GOUVEIA - DISSERTAÇÃO.pdf: 1168935 bytes, checksum: ec9fc0cb4665cb4641bd7162f5449c56 (MD5) Previous issue date: 2012 / A produção de camarões marinhos na região Nordeste do Brasil vem crescendo principalmente pela introdução da espécie Litopenaeus vannamei. Adicionadas à dieta ou diretamente na água, as bactérias probióticas têm sido utilizadas para controle biológico e aumento da digestibilidade alimentar e do sistema imune dos animais, elevando a lucratividade dos empreendimentos dedicados à carcinicultura. A influência de enzimas exógenas de bactérias na digestão dos camarões não está bem elucidada e ainda existe uma grande lacuna no que diz respeito a aspectos nutricionais tanto dos microrganismos, quanto dos animais cultivados. Dessa forma, objetivou-se avaliar as atividades proteolítica e amilolítica de cepas bacterianas isoladas do hepatopâncreas e estômago do L. vannamei e identificar as bactérias produtoras destas enzimas pelo sequenciamento do gene 16S rRNA. Para estudo do ambiente em tanques heterotróficos experimentais utilizando dois probióticos comerciais (HP1 e HP2) e em tanques controles heterotrófico (Het) e autotrófico (Aut), amostras de água foram tomadas ao final do experimento para contagem de bactérias heterotróficas, autotróficas e víbrios por plaqueamento em meios específicos. As médias de população bacteriana foram submetidas à análise de variância (ANOVA) complementada pelo teste de Tukey (p<0,05). Dos órgãos das amostras de camarão (n=3) foram retirados os materiais internos para isolamento das cepas bacterianas e seleção in vitro pela capacidade de produção de enzimas digestivas. Uma cepa de Bacillus subtilis (ATCC 6633) foi utilizada como testemunha na identificação utilizando os inicializadores universais para o domínio bactéria fD1 (Forward) e rD1 (Reverse). A população de bactérias heterotróficas foi mais representativa quando comparada às de autotróficas e víbrios, e o experimento Het atingiu a maior média (1,91x107 UFC/mL). As menores cargas de víbrios foram encontradas nos tanques experimentais HP1 e HP2 com médias de 2,46x104 e 2,00x104 UFC/mL, respectivamente. De 64 cepas isoladas, 11 possuíram índices enzimáticos satisfatórios (IE ≥ 2,0) para a produção de protease e amilase. Os amplicons após sequenciamento do DNA apresentaram tamanho maior que 1,4Kb e homologia com o GenBank e RDP, identificando bactérias como Bacillus subtilis e Shewanella algae. O incremento da população heterotrófica está relacionado à adição de melaço como fonte de carbono no sistema de cultivo e nos experimentos com os probióticos comerciais, a carga vibrionácea foi reduzida. A técnica de sequenciamento do gene 16S rRNA utilizando os primers fD1 e rD1 foi eficiente na caracterização bacteriana a nível de espécie e até subespécie, revelando a presença de bactérias com potencial para utilização como probiótico. / The marine shrimps cash crop in the Northeast region of Brazil is raising due to the introduction of Litopenaus vannamei. The probiotics bacteria added in the diet or directly in the water have been used for biological control and augmentations in the alimental digestibility and in the immune system, increasing the profits of enterprises related to carciniculture. The influence of bacterial exogenic enzymes on shrimp digestion is not clear and still has a gap concerning the nutrition aspects of shrimps and microorganisms. Therefore, this study had as objective the evaluations of proteolytic and amylolytic activities of bacterial strains isolated from hepatopancreas and stomach of L. vannamei and identify the bacteria responsible for enzymes production by sequencing the 16S rRNA gene. For environmental study in heterotrophic tanks using two commercial probiotics (HP1 e HP2) and in heterotrophic (Het) and autotrophic (Aut) control tanks, water samples were collected at the end of the experiment in order to count the autotrophic and heterotrophic bacteria and vibrio by plating in specific media. The means of bacterial population were submitted to variance analysis (ANOVA) and complemented by Tukey’s test (p<0.05). Internal materials were extracted from shrimp organs samples (n=3) in order to isolate the bacterial strains and “in vitro” selection due to its capacity to produce digestive enzymes. One strain of Bacillus subtilis (ATCC 6633) was used as witness on the identification using the universal primers fD1 (Forward) e rD1 (Reverse). The population of heterotrophic bacteria was more representative compared with autotrophic and vibrio population and the Het experiment presented the greatest mean (1,91x107 CFU.mL-1). The minor loads of vibrio were found in the experimental tanks HP1 and HP2 with means 2,46x104 e 2,00x104 CFU.mL-1 respectively. From sixty four strains, only eleven showed satisfactory enzymatic index (EI ≥ 2.0) to protease and amylase production. The amplicons after the DNA sequencing showed sizes bigger than 1,4Kb and homology with GenBank e RDP, identifying bacteria as Bacillus subtilis and Shewanella algae. The increment of heterotrophic population is related with the addition of molasses as carbon source in the crop system and the vibrio load were reduced in the experiments with commercial probiotics. The sequencing technique of 16S rRNA gene using fD1 and rD1 were efficient in the characterization of bacteria at the level of species and even at the level of subspecies, revealing the presence of bacteria with potential use as probiotic.

Os antibióticos têm sido utilizados como aditivos na alimentação animal para aumentar o desempenho e manter a saúde dos animais, como suínos e frangos, destinadas à produção de alimentos de origem animal. No entanto, desde 2006, a Comunidade Europeia proibiu o uso de antibióticos para esse proposito devido ao desenvolvimento de resistência bacteriana aos antibióticos. Como resultado, várias alternativas foram estudadas e propostas para substituir os antibióticos utilizados na alimentação animal. Os óleos essenciais têm recebido considerável atenção devido às suas propriedades antimicrobianas. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar in vitro a atividade antibacteriana dos óleos essenciais contra a microbiota patogênica e probiótica de ocorrência no trato gastrointestinal de suínos e aves, destinadas à produção de alimentos de origem animal. A atividade antibacteriana seletiva, a qual, significou uma alta atividade antibacteriana contra bactérias patogênicas e reduzida ou nenhuma atividade sobre bactérias probióticas, foi avaliada como característica fundamental dos óleos essenciais com alto desempenho. Esta característica foi avaliada nos óleos essenciais usados individualmente e em combinações binarias. Inicialmente, no Capítulo 2, uma triagem de vinte e oito óleos essenciais (OEs) através do método de difusão em disco mostrou que Eucalyptusglobulus, E. exserta, Pimenta pseudocaryophylllus, Orange Oil Phase Essence, e CitrusTerpens (Os dois últimos OEs foram subprodutos do processamento da laranja para obtenção de suco) tiveram uma atividade antibacteriana seletiva sobre a bactéria patogênica Salmonella Enteritidis e a bactéria probiótica Lactobacillus plantarum. Numa fase posterior, esses cinco óleos foram avaliados individualmente e em misturas binárias, contra cinco bactérias patogênicas e três bactérias probióticas. Os melhores resultados foram observados quando os OEs foram avaliados isoladamente e não em misturas. Assim, Orange Oil Phase Essence e Citrus Terpens destacaram-se por ter a melhor atividade antibacteriana seletiva contra essas bactérias. No Capítulo 3, uma análise mais detalhada da atividade antibacteriana dos óleos essenciais foi realizada utilizando Orange Oil Phase Essence e a mistura composta pelos óleos de E. globulus e P. pseudocaryophyllus. Estes dois óleos foram selecionados com base nos resultados do Capitulo 2 e da disponibilidade de OEs em nosso estoque. Ambos, óleo e a mistura foram avaliados sobre a bactéria patogênica mais resistente, E. faecalis, e a bactéria probiótica menos resistente L. rhamnosus, como observado no Capitulo 2. A avaliação da Concentração Inibitória Mínima e Concentração Bactericida Mínima do Orange Oil Phase Essence e da mistura mostrou que não tiveram um efeito antibacteriano seletivo sobre E. faecalis e L. rhamnosus. Finalmente, no Capitulo 4, foi avaliada a atividade antibacteriana individual e combinada dos óleos de E. globulus e P. pseudocaryophyllus sobre E. faecalis e L. rhmanosus. Os resultados mostraram que a combinação destes dois OEs, avaliadas pelo método checkerboard, não potencializou a atividade antibacteriana seletiva dos dois OEs. Portanto, observou-se que o óleo de E. globulus isoladamente apresentou a melhor atividade antibacteriana seletiva contra E. faecalis e L. rhamnosus. Em conclusão, este trabalho permitiu identificar óleos essenciais com perfil antibacteriano seletivo para eles serem possíveis alternativas botânicas aos antibióticos utilizados na alimentação animal. / Antibiotics have been used in animal feed to maintain health and increase performance, as in the case of pigs and poultry intended for food production of animal origin. However, since 2006 the European Community has banned the use of antibiotics for this purpose due to the emergence and increase of antibiotic-resistant bacteria. As a result, several alternatives have been studied and proposed to substitute antibiotics used in animal feed. Essential oils have received considerable attention due to their antimicrobial properties. Therefore, the objective of this work was to evaluate in vitro the antibacterial activity of essential oils against pathogenic and probiotic bacteria that occur in the gastrointestinal tract of swine and poultry, intended for food production of animal origin. The selective antibacterial activity, which means high antibacterial activity on pathogenic bacteria and reduced or no activity on probiotic bacteria, was evaluated as a fundamental feature of the highest-performance essential oils. This feature was evaluated in essential oils used individually and in binary combinations. Initially, in Chapter 2, the screening of twenty-eight essential oils (EOs) by disk diffusion method showed that Eucalyptus globulus, E. exserta, Pimenta pseudocaryophylllus, Orange Oil Phase Essence, and Citrus Terpens (the last two EOs were by-products of orange juice production) had a selective antibacterial activity against the pathogenic Salmonella Enteritidis and probiotic Lactobacillus plantarum. At a later stage those five oils were evaluated, individually and in binary blends, against five pathogenic bacteria and three probiotic bacteria. Better results were observed when the EOs were checked alone and not in blends. Orange Oil Phase Essence and Citrus Terpens stood out for having the two best selective antibacterial activities against those bacteria. In Chapter 3, a more detailed analysis of essential oil antibacterial activities was perfomed using Orange Oil Phase Essence and the blend composed of E. globulus and P. pseudocaryophyllus. These two oils were selected based on the results of Chapter 2 and from the availability of our EO stock. Both oil and blend were checked on the most resistant pathogenic bacterium, E. faecalis, and on the less resistant probiotic bacterium of the Lactobacillus genus, L. rhamnosus, as observed in Chapter 2. The evaluation of Minimal Inhibitory Concentration and Minimal Bactericidal Concentration for Orange Oil Phase Essence and the blend showed that there was not a selective antibacterial effect against E. faecalis and L. rhamnosus. Finally, in Chapter 4, the individual and combined antibacterial activities of E. globulus and P. pseudocaryophyllus essential oils on E. faecalis and L. rhmanosus were evaluated. The results showed that the combination of two EOs evaluated by checkerboard method did not potentiate the selective antibacterial activity of the two EOs. Therefore, it was observed that the E. globulus essential oil alone had the best selective antibacterial activity against E. faecalis and L. rhamnosus. In conclusion, this work enabled the identification of essential oils with selective antibacterial profile that can become possible botanical alternatives to antibiotics used in animal feed.

Os antibióticos têm sido utilizados como aditivos na alimentação animal para aumentar o desempenho e manter a saúde dos animais, como suínos e frangos, destinadas à produção de alimentos de origem animal. No entanto, desde 2006, a Comunidade Europeia proibiu o uso de antibióticos para esse proposito devido ao desenvolvimento de resistência bacteriana aos antibióticos. Como resultado, várias alternativas foram estudadas e propostas para substituir os antibióticos utilizados na alimentação animal. Os óleos essenciais têm recebido considerável atenção devido às suas propriedades antimicrobianas. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar in vitro a atividade antibacteriana dos óleos essenciais contra a microbiota patogênica e probiótica de ocorrência no trato gastrointestinal de suínos e aves, destinadas à produção de alimentos de origem animal. A atividade antibacteriana seletiva, a qual, significou uma alta atividade antibacteriana contra bactérias patogênicas e reduzida ou nenhuma atividade sobre bactérias probióticas, foi avaliada como característica fundamental dos óleos essenciais com alto desempenho. Esta característica foi avaliada nos óleos essenciais usados individualmente e em combinações binarias. Inicialmente, no Capítulo 2, uma triagem de vinte e oito óleos essenciais (OEs) através do método de difusão em disco mostrou que Eucalyptusglobulus, E. exserta, Pimenta pseudocaryophylllus, Orange Oil Phase Essence, e CitrusTerpens (Os dois últimos OEs foram subprodutos do processamento da laranja para obtenção de suco) tiveram uma atividade antibacteriana seletiva sobre a bactéria patogênica Salmonella Enteritidis e a bactéria probiótica Lactobacillus plantarum. Numa fase posterior, esses cinco óleos foram avaliados individualmente e em misturas binárias, contra cinco bactérias patogênicas e três bactérias probióticas. Os melhores resultados foram observados quando os OEs foram avaliados isoladamente e não em misturas. Assim, Orange Oil Phase Essence e Citrus Terpens destacaram-se por ter a melhor atividade antibacteriana seletiva contra essas bactérias. No Capítulo 3, uma análise mais detalhada da atividade antibacteriana dos óleos essenciais foi realizada utilizando Orange Oil Phase Essence e a mistura composta pelos óleos de E. globulus e P. pseudocaryophyllus. Estes dois óleos foram selecionados com base nos resultados do Capitulo 2 e da disponibilidade de OEs em nosso estoque. Ambos, óleo e a mistura foram avaliados sobre a bactéria patogênica mais resistente, E. faecalis, e a bactéria probiótica menos resistente L. rhamnosus, como observado no Capitulo 2. A avaliação da Concentração Inibitória Mínima e Concentração Bactericida Mínima do Orange Oil Phase Essence e da mistura mostrou que não tiveram um efeito antibacteriano seletivo sobre E. faecalis e L. rhamnosus. Finalmente, no Capitulo 4, foi avaliada a atividade antibacteriana individual e combinada dos óleos de E. globulus e P. pseudocaryophyllus sobre E. faecalis e L. rhmanosus. Os resultados mostraram que a combinação destes dois OEs, avaliadas pelo método checkerboard, não potencializou a atividade antibacteriana seletiva dos dois OEs. Portanto, observou-se que o óleo de E. globulus isoladamente apresentou a melhor atividade antibacteriana seletiva contra E. faecalis e L. rhamnosus. Em conclusão, este trabalho permitiu identificar óleos essenciais com perfil antibacteriano seletivo para eles serem possíveis alternativas botânicas aos antibióticos utilizados na alimentação animal. / Antibiotics have been used in animal feed to maintain health and increase performance, as in the case of pigs and poultry intended for food production of animal origin. However, since 2006 the European Community has banned the use of antibiotics for this purpose due to the emergence and increase of antibiotic-resistant bacteria. As a result, several alternatives have been studied and proposed to substitute antibiotics used in animal feed. Essential oils have received considerable attention due to their antimicrobial properties. Therefore, the objective of this work was to evaluate in vitro the antibacterial activity of essential oils against pathogenic and probiotic bacteria that occur in the gastrointestinal tract of swine and poultry, intended for food production of animal origin. The selective antibacterial activity, which means high antibacterial activity on pathogenic bacteria and reduced or no activity on probiotic bacteria, was evaluated as a fundamental feature of the highest-performance essential oils. This feature was evaluated in essential oils used individually and in binary combinations. Initially, in Chapter 2, the screening of twenty-eight essential oils (EOs) by disk diffusion method showed that Eucalyptus globulus, E. exserta, Pimenta pseudocaryophylllus, Orange Oil Phase Essence, and Citrus Terpens (the last two EOs were by-products of orange juice production) had a selective antibacterial activity against the pathogenic Salmonella Enteritidis and probiotic Lactobacillus plantarum. At a later stage those five oils were evaluated, individually and in binary blends, against five pathogenic bacteria and three probiotic bacteria. Better results were observed when the EOs were checked alone and not in blends. Orange Oil Phase Essence and Citrus Terpens stood out for having the two best selective antibacterial activities against those bacteria. In Chapter 3, a more detailed analysis of essential oil antibacterial activities was perfomed using Orange Oil Phase Essence and the blend composed of E. globulus and P. pseudocaryophyllus. These two oils were selected based on the results of Chapter 2 and from the availability of our EO stock. Both oil and blend were checked on the most resistant pathogenic bacterium, E. faecalis, and on the less resistant probiotic bacterium of the Lactobacillus genus, L. rhamnosus, as observed in Chapter 2. The evaluation of Minimal Inhibitory Concentration and Minimal Bactericidal Concentration for Orange Oil Phase Essence and the blend showed that there was not a selective antibacterial effect against E. faecalis and L. rhamnosus. Finally, in Chapter 4, the individual and combined antibacterial activities of E. globulus and P. pseudocaryophyllus essential oils on E. faecalis and L. rhmanosus were evaluated. The results showed that the combination of two EOs evaluated by checkerboard method did not potentiate the selective antibacterial activity of the two EOs. Therefore, it was observed that the E. globulus essential oil alone had the best selective antibacterial activity against E. faecalis and L. rhamnosus. In conclusion, this work enabled the identification of essential oils with selective antibacterial profile that can become possible botanical alternatives to antibiotics used in animal feed.