Orientador: Ana Lúcia Barretto Penna / Banca: Svetoslav Dimitrov Todorov / Banca: Mara Corrêa Lelles Nogueira / Resumo: As bactérias acidoláticas (BAL) constituem um grupo de micro-organismos heterogêneos Gram positivos, catalase negativos, anaeróbios facultativos e produtores de ácido lático . Estas bactérias têm despertado grande interesse na indústria de alimentos devido à produção de substâncias antimicrobianas, tais como as bacteriocinas. Estas substâncias têm a capacidade de reduzir a contaminação por patógenos e deteriorantes em alimentos, resultando em produtos com maior vida de prateleira. Outra característica importante presente em algumas linhagens de BAL é apresentar efeitos benéficos aos consumidores. O objetivo desse trabalho foi avaliar a produção de substâncias antimicrobianas por 38 cepas de BAL isoladas de mussarela de búfala, caracterizar as bacteriocinas quanto ao espectro de ação, estabilidade em diferentes pH, estabilidade térmica e resistência a agentes químicos. Para as cepas produtoras de bacteriocina também foi avaliado o efeito inibitório de L isteria monocytogenes ATCC 7644 em leite UHT integral e leite UHT desnat ado, e avaliar o potencial probiótico . Das trinta e oito cepas de BAL isoladas de mussarela de búfala, oito foram produtoras de substância antimicrobiana. Essas cepas foram identificadas como: Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (cepa 13) , Lactobac illus casei ( cepa 24), L eu conostoc citreum (cepa 28 ) e Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides (cepas 26, 30 e 32). O estudo da natureza do composto confirmou que os compostos microbianos são bacteriocinas. As bacteriocinas produzidas pel as cepas 26 e 32 não foram afetadas pelo calor , extremos d e pH e diferentes detergentes. As cepas 26 e 32 reduziram a população do micro -organismo patogênico L. monocytogenes ATCC 7644 quando inoculadas em leite UHT integral e leite UHT desnatado, apresentando um efeito... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Lactic acid bacteria (LAB) ar e a heterogeneous group of Gram-positive microorganisms, catalase negative, facultative anaerobes and lactic acid producers. These bacteria have attracted great attention from the food industry due to the production of antimicrobial substances such as bacteriocins. These substances have the ability to reduce food spoilage and contamination by pathogens, resulting in products with longer shelf life. Another important feature present in some strains of LAB is to provide benefits to consumers. The aim of this study is to evaluate the production of antimicrobial substances by 38 LAB strains isolated from water-buffalo mozzarella cheese, and characterize the spectrum of activity of the bacteriocins, stability at different pH values, thermal stability and its resistance to chemicals. The bacteriocin-producing strains were also evaluated regarding the inhibitory effect on L. monocytogenes ATCC 7644 in UHT whole milk and UHT skim milk, and the probiotic properties. Six of the thirty-eight strains of LAB isolated from water-buffalo mozzarella cheese produce d antimicrobial substances. These strains were identified as L actobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (strain 13), Lactobacillus casei (strain 24), Leuconostoc citreum (strain 28) and Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides (strains 26, 30 and 32). The study of the nature of the antimicrobial compounds confirmed that they are bacteriocins. The bacter iocins produced by strains 26 and 32 were not affected by heat, extreme pH and different detergents. Strains 26 and 32 reduced the pathogenic microorganism Listeria monocytogenes ATCC 7644 population when inoculated in UHT whole and UHT skim milk, presenting a bacteriostatic effect. Strains 1 3, 24, 28 and 32 survived during the passage through the simulated gastrointestinal tract when inoculated... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

As enterocinas são compostos de natureza proteica que apresentam atividade antimicrobiana contra bactérias patogênicas e deteriorantes de alimentos. Sendo assim, 53 isolados de Enterococcus spp. de leite cru de búfala e fezes de lobos-marinhos foram triados através da técnica de dupla camada e 26 apresentaram atividade antimicrobiana contra Listeria monocytogenes. A presença dos genes entA, entB, entP e munKS foi avaliada por PCR e 10 isolados apresentaram o entB, um munKS e nenhum entA e entP. De 26 isolados foi produzido o sobrenadante livre de células para a avaliação da atividade e destes, somente E. mundtii (que apresentou o gene munKS) apresentou atividade contra L. monocytogenes. Este isolado foi suscetível aos antimicrobianos testados e foi negativo para os genes de virulência cylA, ace e asa e positivo para gelE. O sobrenadante livre de células de E. mundtii apresentou resistência a maioria dos solventes orgânicos testados, estabilidade ao aquecimento (121 °C por 15 min), a uma ampla faixa de pH e à estocagem por 30 dias a -20 °C, além do aumento da atividade com Tween 80. A sensibilidade a proteases confirmou a natureza proteica desse peptídeo. Foi realizada a curva de produção da mundticina, que começou na fase logarítmica e obteve sua atividade máxima na fase estacionária. Não foi observada a presença de plasmídeo sendo, portanto, considerado que o gene que expressa este peptídeo esteja presente no cromossomo. Os resultados obtidos nesse trabalho indicam que a mundticina possui potencial de aplicabilidade em novos estudos relacionados com bioconservantes. / Enterocins are proteic compounds that exhibit antimicrobial activity against spoilage and food borne pathogenic bacteria. Therefore, 53 Enterococcus spp. of raw milk from buffalo milk and feces of fur seals were screened by double-layer assay and 26 showed antimicrobial activity against L. monocytogenes. The presence of entA, entB, entP and munKS genes was assessed by PCR and 10 isolates showed the entB, one munKS and no entA and entP. From 26 isolates was produced cell-free supernatant for evaluating the activity; and only E. mundtii (who presented munKS gene) showed activity against L. monocytogenes. This isolate was susceptible to antimicrobials tested and was negative for virulence genes cylA, ace, asa and positive for gelE. Cellfree supernatant of E. mundtii showed resistance to most organic solvents tested, stability to heat (121 °C for 15 min), to a wide range of pH and to storage for 30 days at -20 °C, in addition, increase the activity with the addition of Tween 80. The sensibility to proteases confirmed the protein nature of this peptide. Mundticin production curve was performed, which began production in log phase and obtained its maximum activity in the stationary phase. The presence of plasmid was not observed, therefore, was considered the gene that expresses this peptide is present in the chromosome. The results obtained in this study indicate that the mundticin has potential applicability in new studies related biopreservatives.

Bacteriocinas são peptídeos pequenos sintetizados por bactérias que possuem propriedades antimicrobianas. O presente estudo teve por objetivos identificar e caracterizar uma bacteriocina produzida por Bacillus amyloliquefaciens LBM 5006, isolado de solo da Mata Atlântica, Santa Catarina, Brasil. A produção da substância antimicrobiana tem início na fase exponencial de crescimento e sua atividade máxima ocorre na fase estacionária. O efeito do cocultivo de B. amyloliquefaciens com diferentes bactérias na produção do antimicrobiano foi investigado. O cultivo de células de Escherichia coli intactas ou inativadas pelo calor com a cepa produtora aumentou a síntese da substância antimicrobiana. A bacteriocina LBM 5006 apresentou amplo espectro de ação, produzindo atividade antagonista contra bactérias, fungos e amebas patogênicas. O modo de ação contra células de Listeria monocytogenes e Paenibacillus larvae foi bactericida e bacteriolítico. Atividade esporicida foi observada contra esporos de P. larvae após tratamento com 1600 UA mL-1. Efeitos amebistático e amebicida contra trofozoítos de Acanthamoeba polyphaga com a consequente lise celular foram observados. A bacteriocina não teve efeito inibitório em células Vero nas concentrações que foram efetivas contra as amebas. A substância antimicrobiana foi isolada por precipitação com sulfato de amônio, cromatografia de gel filtração e extração com 1-butanol. O espectro ultravioleta foi típico de um polipeptídeo e o infravermelho indicou a presença de ligações peptídicas e grupamentos acil na sua estrutura. Análises por espectroscopia de massas indicaram que B. amyloquefaciens LBM 5006 produziu dois peptídeos antimicrobianos, com 1058 Da e 1464 Da, correspondentes a peptídeos tipo-iturina e tipo-fengicina, respectivamente. / Bacteriocins are small peptides synthesized by bacteria which have antimicrobiall properties. This study aimed to identify and characterize a bacteriocin produced by Bacillus amyloliquefaciens LBM 5006, isolated from soil of Mata Atlântica, Santa Catarina, Brazil. It has been observed that the antimicrobial substance production starting at the exponencial grown phase and maximum activity occur at stationary phase. The effect of different bacteria on the production of antimicrobial activity by Bacillus amyloliquefaciens LBM 5006 was investigate. It was concluded that the presence of intact or thermally inactivated cells of Escherichia coli enhanced the synthesis of antimicrobial peptides by B. amyloliquefaciens strain. Bacteriocin LBM 5006 showed broad spectrum of action, producing antagonistic activity against bacteria, fungi and pathogenic amoebas. The mode of action against Listeria monocytogenes and Paenibacillus larvae was bactericidal and bacteriolytic. Sporicidal activity was observed against P. larvae spores after treatment whit 1600 AU mL-1. Amoebicidal and amoebistatic effects were detected against throphozoites of Acanthamoeba poliphaga and cell lysis. The bacteriocin had no inhibitory effect on Vero cells at concentrations that were effective against amoebas.The antimicrobial substance was isolated by ammonium sulfate precipitation, gel filtration chromatography and 1-butanol extraction.The ultraviolet spectrum was typical of a polypeptide and the infrared spectrum indicates the presence of peptide bonds and acyl group(s) in its structure. Mass spectroscopy analysis indicated that B. amyloliquefaciens LBM 5006 produces two antimicrobial peptides, with main peaks at m/z 1058 Da and 1464 Da, corresponding to iturinlike and fengycin-like peptides, respectively.

As enterocinas são compostos de natureza protéica que apresentam atividade antimicrobiana contra bactérias patogênicas e deteriorantes de alimentos. Por esta razão, nos últimos anos, o interesse por estas substâncias tem aumentado devido ao seu uso potencial como biopreservante de alimentos. Realizando uma triagem com 352 cepas de Enterococcus spp para detectar atividade antimicrobiana, foram encontradas 18 cepas (5%) produtoras de enterocinas, pertencentes às espécies E. faecalis, E. faecium e E. mundtii todas provenientes de amostras de fezes de humanos. Destas cepas foram produzidos sobrenadantes livres de células e realizados testes para caracterização das enterocinas produzidas. As enterocinas produzidas pelas 18 cepas apresentaram o mesmo espectro de atividade antimicrobiana, inibindo 4 espécies do gênero Listeria, Lactobacillus plantarum e Salmonella Enteritidis. Todas foram parcialmente estáveis ao aquecimento (121ºC por 10 minutos), a variações de pH de 2 a 10 e a estocagem por 60 dias a 4ºC e a -20ºC. A sensibilidade a proteases confirmou a natureza protéica destas substâncias antimicrobianas. Com cinco sobrenadantes livres de células foram realizadas curvas de produção de enterocinas e todas iniciaram a produção na fase logarítmica de crescimento, indicando cinética de metabólito primário. Com estes sobrenadantes foi determinado o peso molecular aproximado de 3 KDa, utilizando a técnica de SDS-PAGE. As cepas com atividade antimicrobiana no sobrenadante livre de células não apresentaram os genes para produção das enterocinas A e B, mas 14 cepas de E. faecium apresentaram o gene para enterocina A e 9 para enterocina B, sendo que apenas uma cepa apresentou ambos os genes. Nenhuma das 18 cepas produtoras de enterocinas apresentou atividade hemolítica e presença de adesinas, todas apresentaram cápsula. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que estas enterocinas demonstram um potencial aplicabilidade em novos estudos relacionados aos biopreservantes.

As enterocinas são compostos de natureza proteica que apresentam atividade antimicrobiana contra bactérias patogênicas e deteriorantes de alimentos. Sendo assim, 53 isolados de Enterococcus spp. de leite cru de búfala e fezes de lobos-marinhos foram triados através da técnica de dupla camada e 26 apresentaram atividade antimicrobiana contra Listeria monocytogenes. A presença dos genes entA, entB, entP e munKS foi avaliada por PCR e 10 isolados apresentaram o entB, um munKS e nenhum entA e entP. De 26 isolados foi produzido o sobrenadante livre de células para a avaliação da atividade e destes, somente E. mundtii (que apresentou o gene munKS) apresentou atividade contra L. monocytogenes. Este isolado foi suscetível aos antimicrobianos testados e foi negativo para os genes de virulência cylA, ace e asa e positivo para gelE. O sobrenadante livre de células de E. mundtii apresentou resistência a maioria dos solventes orgânicos testados, estabilidade ao aquecimento (121 °C por 15 min), a uma ampla faixa de pH e à estocagem por 30 dias a -20 °C, além do aumento da atividade com Tween 80. A sensibilidade a proteases confirmou a natureza proteica desse peptídeo. Foi realizada a curva de produção da mundticina, que começou na fase logarítmica e obteve sua atividade máxima na fase estacionária. Não foi observada a presença de plasmídeo sendo, portanto, considerado que o gene que expressa este peptídeo esteja presente no cromossomo. Os resultados obtidos nesse trabalho indicam que a mundticina possui potencial de aplicabilidade em novos estudos relacionados com bioconservantes. / Enterocins are proteic compounds that exhibit antimicrobial activity against spoilage and food borne pathogenic bacteria. Therefore, 53 Enterococcus spp. of raw milk from buffalo milk and feces of fur seals were screened by double-layer assay and 26 showed antimicrobial activity against L. monocytogenes. The presence of entA, entB, entP and munKS genes was assessed by PCR and 10 isolates showed the entB, one munKS and no entA and entP. From 26 isolates was produced cell-free supernatant for evaluating the activity; and only E. mundtii (who presented munKS gene) showed activity against L. monocytogenes. This isolate was susceptible to antimicrobials tested and was negative for virulence genes cylA, ace, asa and positive for gelE. Cellfree supernatant of E. mundtii showed resistance to most organic solvents tested, stability to heat (121 °C for 15 min), to a wide range of pH and to storage for 30 days at -20 °C, in addition, increase the activity with the addition of Tween 80. The sensibility to proteases confirmed the protein nature of this peptide. Mundticin production curve was performed, which began production in log phase and obtained its maximum activity in the stationary phase. The presence of plasmid was not observed, therefore, was considered the gene that expresses this peptide is present in the chromosome. The results obtained in this study indicate that the mundticin has potential applicability in new studies related biopreservatives.

Bacteriocinas produzidas por bactérias láticas (BAL) apresentam um importante potencial de aplicação na bioconservação de alimentos, por sua ação antimicrobiana contra algumas espécies de microrganismos patogênicos de relevância, como Listeria monocytogenes. Este estudo analisou o efeito da interação entre cepas selecionadas de BAL produtoras de bacteriocinas com outras BAL viáveis ou não viáveis (bacteriocinogênicas ou não) na indução da produção de bacteriocinas. O efeito dos metabólitos produzidos por estas cepas na indução da bacteriocinogênese também foi avaliado. As cepas produtoras de bacteriocinas selecionadas para o estudo foram Lactobacillus sakei MBSa1, produtora de sakacina A e Pediococcus acidilactici ET34, produtora de pediocina, isoladas de salame e salmão defumado, respectivamente. A produção de pediocina por P. acidilactici ET34 foi avaliada também em leite em pó desnatado reconstituído, além de meio de cultura (caldo MRS). Os resultados indicaram que, quando em co-cultura com Enterococcus faecalis ATCC12755, Lactobacillus sakei ATCC15521 ou Listeria monocytogenes (cepas 104, 711 e 637), ou na presença do sobrenadante livre de células (SLC) dessas culturas, nenhuma das duas cepas testadas produziu maior quantidade de bacteriocina do que a produzida quando em monocultura ou na ausência do SLC. A bacteriocina produzida por P. acidilactici ET34 apresentou um efeito bacteriostático contra L. monocytogenes 104 no leite em pó desnatado reconstituído nas 12 h analisadas, com extensão da fase lag, de forma dose-dependente. Os resultados indicaram, também, que P. acidilactici ET34 não foi capaz de produzir pediocina no leite em pó desnatado reconstituído quando em monocultura ou em co-cultura, ao contrário do observado para o caldo MRS. Mais investigação é necessária para esclarecer os efeitos de possíveis interações entre as BAL presentes em um alimento, bem como o efeito dos componentes dos alimentos na produção das bacteriocinas pelas BAL bacteriocinogênicas. / Bacteriocins produced by lactic acid bacteria (LAB) present an important application potential in food biopreservation, by their antimicrobial activity against some species of pathogenic microorganisms of relevance, such as Listeria monocytogenes. This study analyzed the effect of the interaction between selected strains of bacteriocin-producing LAB with other viable or non-viable LAB (bacteriocinogenic or not) in the induction of bacteriocin production. The effect of the metabolites produced by these strains on the induction of bacteriocinogenesis was also evaluated. The bacteriocin-producing strains selected for the study were Lactobacillus sakei MBSa1, producer of sakacin A and Pediococcus acidilactici ET34, producer of pediocin, isolated from salami and smoked salmon, respectively. The production of pediocin by P. acidilactici ET34 was also evaluated in reconstituted skimmed milk powder as well as culture medium (MRS broth). The results indicated that when co-cultivated with Enterococcus faecalis ATCC12755, Lactobacillus sakei ATCC15521 or Listeria monocytogenes (strains 104, 711 and 637), or in the presence of the cell free supernatant (SLC) of these cultures, neither of the two strains tested produced greater amount of bacteriocin than that produced in monoculture or in the absence of SLC. The bacteriocin produced by P. acidilactici ET34 presented a bacteriostatic effect against L. monocytogenes 104 in skimmed milk powder reconstituted in 12h, with extension of lag phase, in a dose-dependent manner. The results also indicated that P. acidilactici ET34 was not able to produce pediocin in the reconstituted skimmed milk powder when in monoculture or in co-culture, unlike that observed for the MRS broth. More research is needed to clarify the effects of possible interactions between BAL present in a food and the effect of food components on bacteriocin production by bacteriocinogenic BAL.

Além do aspecto nutricional de suma importância, é notória a contribuição do leite humano para o processo de desenvolvimento da microbiota intestinal do recémnascido, um importante mecanismo de defesa do organismo contra doenças infecciosas. O papel do leite humano como fonte de bactérias probióticas, principais constituintes da microbiota intestinal, tem sido tópico de pesquisas recentes. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de determinar e comparar a composição da microbiota de oito amostras de leite humano e verificar o potencial de utilização desse produto como fonte de bactérias probióticas. Para tanto, utilizaram-se cinco meios de cultivos seletivos para contagem presuntiva de gêneros normalmente encontrados em leite humano: lactococos, enterococos, bifidobactérias e propionibactérias. A análise quantitativa da microbiota demonstrou tendência de diminuição da contagem em função do aumento do tempo de lactação. A análise qualitativa confirmou a presença de distintos gêneros de bactérias lácticas potencialmente probióticas com algumas variações entre as amostras de leite humano. Na segunda etapa 800 colônias isoladas a partir dos cinco meios de cultivos e caracterizadas como bactérias lácticas foram selecionadas quanto às suas propriedades probióticas (produção de bacteriocina, tolerância à acidez e a sais biliares, resistência à antibióticos, capacidade de adesão a chapas de aço inoxidável) e tecnológicas (capacidade de crescimento e sobrevivência em leite). Verificou-se que apenas 15 (1,9%) linhagens produziram bacteriocinas com atividade contra Listeria innocua L11 e Micrococcus luteus ATCC®4698, linhagens utilizadas como indicadoras, por meio do método de antagonismo simultâneo em poços, usando ágar MRS. Treze dessas linhagens também apresentaram atividade contra Bacillus cereus CTC 011, Listeria monocytogenes ATCC®7644, Lactococcus lactis subsp. lactis CTC 204 e Lactobacillus helveticus ATCC®15009. As duas linhagens remanescentes demonstraram atividade principalmente contra Listeria monocytogenes ATCC®7644. Nenhuma das quinze culturas produtoras de bacteriocinas apresentou atividade contra as bactérias Gram-negativas Escherichia coli ATCC® 2074 e Salmonella thyphimuirim ATCC® 2364. Por outro lado, Staphylococcus aureus ATCC® 1602 foi resistente as quinze bacteriocinas selecionadas neste trabalho. Seis linhagens de bactérias lácticas (BALs) foram selecionadas para avaliação das demais propriedades probióticas. Observou-se que uma dessas linhagens diferenciou-se por apresentar sobrevivência a pH 2,0 e a pH 3,0, enquanto as demais mostraram tolerância apenas a pH 3,0. Todas as linhagens selecionadas apresentaram a capacidade de tolerância a 0,3% de sais biliares, de se aderir à superfície de aço inoxidável e de resistência à clindamicina, eritromicina e gentamicina. Quanto às propriedades tecnológicas, todas as seis linhagens apresentaram capacidade de crescimento em leite e não produziram odor desagradável ou pós-acidificação do leite fermentado durante a estocagem a 4ºC por 28 dias. Notou-se, entretanto, diminuição, de, aproximadamente, 2,0 Log UFC.mL-1, na contagem de células viáveis ao final do período de estocagem. Finalmente, por meio da avaliação dos perfis de fermentação de carboidratos e de outras reações bioquímicas, duas das linhagens isoladas de leite humano foram identificadas como Enterococcus durans e quatro como Enterococcus avium. Os 12 resultados permitem concluir que o leite humano é fonte potencial de bactérias com potencial probiótico para aplicação industrial. / In addition to the nutritional aspect of paramount importance, it is clear the contribution of human milk for the development process of the intestinal tract of the newborn, an important mechanism of defense against infectious diseases. The role of human milk as a source of probiotic bacteria, major constituents of the intestinal microbiota, has been the topic of recent research. This work was carried out to determine and compare the composition of the microbiota of eight human milk samples and verify the potential use of this product as a source of probiotic bacteria. For this purpose, we used five selective culture media for counts of presumptive genera commonly found in human milk: lactococcal, enterococci, bifidobacteria and propionibactérias. The quantitative analysis of microbes showed a trend of decreasing counts as a function of time increased lactation. The qualitative analysis confirmed the presence of different kinds of potentially probiotic lactic acid bacteria with some variations between samples of human milk. In the second stage 800 colonies isolated from the five culture media and characterized as lactic acid bacteria were selected for their probiotic properties (bacteriocin production, tolerance to acid and bile salts, antibiotic resistance, adhesion to stainless steel plates) and technology (ability to grow and survive in milk). It was found that only 15 (1.9%) produced bacteriocin strains with activity against Listeria innocua L11 and Micrococcus luteus ATCC 4698®, strains used as an indicator, by the method of antagonism wells simultaneously, using MRS agar. Thirteen of these strains also showed activity against Bacillus cereus CTC 011, Listeria monocytogenes ATCC® 7644, Lactococcus lactis subsp. CTC 204 lactis and Lactobacillus helveticus ATCC 15009®. The two remaining strains showed activity mainly against Listeria monocytogenes ATCC 7644®. None of the fifteen cultures producing bacteriocins active against Gram-negative Escherichia coli ATCC 2074® and Salmonella thyphimuirim ATCC 2364®. Moreover, Staphylococcus aureus ATCC 1602® was resistant the fifteen bacteriocins selected in this work. Six strains of lactic acid bacteria (BALs) were selected for analysis of other probiotic properties. It was observed that one of these strains distinguished by presenting survival at pH 2.0 and pH 3.0 while the other showed only tolerance to pH 3.0. All strains were selected for the ability tolerance of 0.3% bile salts, of adhering to stainless steel surface and resistance to clindamycin, erythromycin and gentamycin. The technological properties, all six strains were capable of growth in milk and produced no unpleasant odor or post-acidification of the fermented milk during storage at 4°C for 28 days. It was noted, however, decreased from approximately 2,0 Log UFC.mL-1 in the viable cell count at the end of storage period. Finally, by evaluating the profiles of fermentation of carbohydrates and other biochemical reactions, two of the strains isolated from human milk have been identified as Enterococcus durans and Enterococcus avium as four. The results indicate that human milk is a potential source of probiotic bacteria with potential for industrial application.

Enterococcus spp. pertencem ao grupo das bactérias láticas e estão presentes em solos, águas, plantas, microbiota autóctone de vários alimentos e como membros da microbiota intestinal de humanos e animais. Esses microrganismos foram considerados por muito tempo como comensais, mas o aumento da severidade das infecções nosocomiais causadas por enterococos mutirresistentes a antimicrobianos e, a falta de conhecimento sobre seus fatores de virulência geram insegurança na utilização de cepas deste gênero na produção de alimentos como culturas fermentadoras e/ou probióticas. A diferença entre uma cepa de enterococos com potencial patogênico e outra aparentemente segura para uso em processamento de alimentos não é clara, e a probabilidade de que esta última adquira fatores de virulência merece investigação. O objetivo do presente projeto foi determinar características fenotípicas e genotípicas de Enterococcus spp. isolados de amostras de alimentos e águas correlacionando sua presença com indicadores clássicos de higiene e contaminação fecal. De 812 colônias indicativas do gênero enterococos obtidas a partir de 120 amostras de alimentos, 299 isolados (37%) foram presuntivamente caracterizados como Enterococcus spp. Após identificação por PCR, 139 (46,5%) E. faecium, 80 (26,8%) E. faecalis, 36 (12%) E. casseliflavus e 8 (2,7%) E. gallinarum. Produção de gelatinase foi detectada apenas em isolados de E. faecalis (60%). Um isolado de E. faecium (0,7%) e 31 isolados de E. faecalis (38,7%) apresentaram perfil β-hemolítico. Produção de bacteriocina contra Lactobacillus sakei e/ou Listeria monocytogenes foi observada para 10% dos isolados de E. faecalis e 23% dos isolados de E. faecium. Hidrólise de sais biliares foi observada para 100% dos isolados de E. gallinarum, 86% E. casseliflavus, 65% E. faecalis e 62,6% de E. faecium. Alguns isolados de E. faecium apresentaram resistência à vancomicina, eritromicina e tetraciclina. Entre os isolados de E. faecalis não houve resistência à vancomicina, mas foi observada resistência à tetraciclina, eritromicina e alta concentração de gentamicina. Houve uma maior prevalência dos genes de virulência (esp, gel, ace, as, efaA e cylA) entre os isolados de E. faecalis quando comparado a E. faecium. Além disso, os isolados de E. faecalis, resistentes a antibióticos, mostraram forte adesão a células Caco-2 e capacidade de formação de biofilme em superfície abiótica. RAPD-PCR individualizou 14 cepas de E. faecium e 17 cepas de E. faecalis dentre os 52 isolados Enterococcus spp. resistentes a antibióticos. A variabilidade dos resultados impediu o estabelecimento de uma correlação entre a presença ou contagem de coliformes, E. coli e enterococos nas amostras analisadas. Os dados deste trabalho sobre marcadores fenotípicos e genotípicos de virulência, e a presença de cepas resistentes a antibióticos evidenciam a necessidade da avaliação cuidadosa de linhagens de enterococos para aplicações em alimentos. / Enterococcus spp. belong to the group of lactic acid bacteria widely distributed in soil, plants, foods, animals and humans. In the past, these microorganisms were considered commensals but the increase of antibiotic-resistant enterococci and the lack of knowledge about their virulence markers, had raised concerns regarding the safety of using strains of this genus in the food production as fermentative or probiotic cultures. Besides this, literature data suggests the use of enterococci as sanitary indicator for foods. Differences between enterococci strains with pathogenic potential and an apparently safe ones is unclear and there is a concern about virulence markers transfer. The aim of this work was to determine phenotypic and genotypic characteristics of Enterococcus spp. isolated from foods and water and also to correlate their presence with classical indicators of sanitary quality. Out of 812 presumptive enterococci colonies obtained from 120 food samples, 299 isolates (37%) were presuntively characterized as Enterococcus spp. Isolates were identified by PCR: 139 (46.5%) E. faecium, 80 (26.8%) E. faecalis, 36 (12.0%) E. casseliflavus and 8 (2.7%) E. gallinarum. Only E. faecalis isolates (60%) produced gelatinase. One E. faecium (0.7%) and 31 E. faecalis (38.7%) were β-haemolytic. Bacteriocin activity against Lactobacillus sakei and/or Listeria monocytogenes was observed for 10% of the E. faecalis and for 23% of the E. faecium isolates. All E. gallinarum isolates, 86% of the E. casseliflavus, 65% of the E. faecalis and 62.6% of the E. faecium isolates showed bile salt hydrolysis activity. Some E. faecium isolates were resistant to vancomycin, erythromycin and tetracycline. Vancomycin resistance was absent among the E. faecalis but, resistance to tetracycline, erythromycin and highlevel gentamicin was observed. There was a higher prevalence of virulence genes (esp, gel, ace, as, efaA e cylA) among the E. faecalis isolates when compared to the E. faecium. Antibiotic resistant E. faecalis isolates strongly adhered to Caco-2 cells and formed biofilm on abiotic surface. Using RAPDPCR 14 E. faecium and 17 E. faecalis strains could be individualized from the 52 antibiotic resistant enterococci. It was not possible to correlate the presence of total coliforms, E. coli and Enterococcus spp. in the samples of food and water analysed due to results variability. Data obtained regarding phenotypic and genotypic virulence markers and the presence of antibiotic resistant enterococci raise the needs of a carefully evaluation of the Enterococcus spp. strains before future applications in foods.

A aplicação das bacteriocinas de bactérias láticas como agentes de bioconservação de alimentos é dependente de vários fatores, com destaque para composição química do alimento que pode interferir na eficácia da atividade antimicrobiana. Esse estudo objetivou avaliar a influência de ingredientes da matriz alimentar na multiplicação e produção das bacteriocinas por Lactobacillus sakei subsp. sakei 2a e na atividade das bacteriocinas produzidas, trabalhando-se com um modelo composto de extrato de carne, extrato de levedura, proteose peptona e amido, adicionado de 4% de NaCl e/ou 0,5% de glicose e mantido em refrigeração (4° C) por até 10 dias. O estudo foi realizado com os seguintes materiais contendo as bacteriocinas: 1. sobrenadante concentrado livre de células obtido a partir da cultura de L. sakei 2a em caldo MRS; 2. extrato ácido neutralizado obtido do sedimento da cultura em caldo MRS e 3. extrato ácido neutralizado e semi-purificado por cromatografia líquida. Listeria monocytogenes Scott A foi empregada como microrganismo indicador da atividade antimicrobiana e Lactobacillus sakei ATCC 15521 como controle não produtor de bacteriocinas. Os resultados indicaram que nenhum dos ingredientes do modelo avaliado teve papel importante na multiplicação de L. sakei 2a e na bacteriocinogênese. No entanto, 4% de NaCl interferiu negativamente na produção das bacteriocinas, enquanto 0,5% de glicose auxiliou a produção, mesmo na presença de 4% de NaCl. Em relação à atividade das bacteriocinas, verificou-se que nem os ingredientes do modelo, nem 4% de NaCl e nem 0,5% de glicose apresentaram interferência marcante ao longo dos dez dias estudados, independentemente do material contendo as bacteriocinas testado. / The application of bacteriocins produced by lactic acid bacteria as biopreservatives in foods depends of several factors, such as the chemical composition of the food, which can interfere with the antimicrobial activity. This study aimed to evaluate the influence of food ingredients on the growth and production of bacteriocins by Lactobacillus sakei subsp. sakei 2a, and on the activity of the bacteriocins produced, by means of a food model prepared with meat extract, yeast extract, proteose-peptone and starch, added of 4% 4% de NaCl and/or glucose, maintained under refrigeration (4° C) for up to 10 days. The study was carried out with the following bacteriocins-containing materials: 1. the concentrated cell-free supernatant from an overnight culture of L.sakei 2a in MRS broth; 2. acid extract obtained from the sediment of the overnight culture of L. sakei 2a in MRS broth and 3. acid extract submitted to a semi-purification by HPLC. Listeria monocytogenes Scott A was used as the antimicrobial activity indicator microorganism and Lactobacillus sakei ATCC15521 as the non-bacteriocinogenic negative control. Results indicated that none of the ingredients presented a significant role in the growth of L.sakei 2a, and in the production and activity of the bacteriocins. However, 4% of NaCl caused a reduction on the production of bacteriocins, while 0,5% of glucose stimulated their production, even in the presence of 4% of NaCl. The interference of the ingredients of the model, 4% of NaCl and/or 0,5% of glucose on the activity of the bacteriocins was not marked, regardless the materials used in the tests.

O aumento na demanda por alimentos saudáveis e minimamente processados impulsiona a busca por novos agentes antimicrobianos. As bacteriocinas são peptídeos produzidos via ribossomo por algumas espécies de bactérias, podendo ser usadas na conservação e garantia da inocuidade de alimentos, não apresentando as possíveis ações tóxicas de conservadores clássicos amplamente utilizados na indústria alimentícia. Carnobacterium maltaromaticum C2 foi isolado de peixe defumado brasileiro (Surubim, Pseudoplatystoma sp.), e apresenta grande capacidade de inibir a multiplicação de Listeria monocytogenes, demonstrando seu potencial para aplicação na bioconservação de alimentos. Em estudos anteriores, foi demonstrado que essa linhagem bacteriana produz compostos antimicrobianos de origem proteica. Neste trabalho, foram avaliados aspectos gerais da produção de bacteriocinas por C. maltaromaticum C2, assim como sua purificação e caracterização. C. maltaromaticum C2 produz bacteriocinas entre 5 e 25ºC, com ótimo entre 20 e 25ºC. Do mesmo modo, a produção desses compostos foi maior em caldo APT (All purpose Tween), entretanto para as etapas de purificação foram utilizados o caldo BHI (Brain heart infusion) e CAA (Casamino acids), por causarem menos interferência no processo. Lactobacillus sakei e L. monocytogenes foram inibidos pelas bacteriocinas parcialmente purificadas produzidas por C. maltaromaticum C2, e seus peptídeos antimicrobianos apresentaram moderada estabilidade térmica quando expostos a 100ºC por 30 minutos. Foram utilizadas duas técnicas para extração e purificação das bacteriocinas, a técnica de adsorção-dessorção às células produtoras, e a purificação com a resina XAD-16, baseada em interações hidrofílicas e hidrofóbicas com os peptídeos, seguida de extração em fase sólida, sendo que este último processo de purificação resultou em um extrato com alto teor de pureza, como observado durante as análises por cromatografia líquida de alta eficiência em coluna de fase reversa. Com o auxílio de técnicas de espectrometria de massas, foi detectado nos extratos obtidos a presença das carnobacteriocinas BM1 e B1, assim como o peptídeo antimicrobiano CbnX. Este trabalho é pioneiro na purificação de CbnX, pois anteriormente havia somente a descrição de seu gene, mas não havia sido descrita a purificação do peptídeo. Neste sentido, a linhagem estudada é única até o momento e poderá favorecer estudos de expressão gênica de bacteriocinas, bem como a otimização de processos de bioconservação. / The high demand for healthy and minimally processed foods has increased the search for new antimicrobial agents. Bacteriocins are ribosomally synthesized peptides produced by some bacteria, and are useful for biopreservation and food safety, without the possible toxic effects of classical preservatives widely used in food industry. Carnobacterium maltaromaticum C2 was isolated from Brazilian smoked fish (Surubim, Pseudoplatystoma sp.), and it inhibits Listeria monocytogenes, an important foodborne pathogen. In previous studies, it was demonstrated that this bacterial strain produces bacteriocins. In this study, general aspects of the production of bacteriocins by C. maltaromaticum C2 were evaluated, as well as their purification and characterization. C. maltaromaticum C2 produces bacteriocins between 5 and 25ºC, with the optimum incubation temperature between 20 and 25ºC. Similarly, the production of these compounds was higher in APT (All-purpose Tween) broth. However, for the purification steps, BHI (Brain heart infusion) broth and CAA (Casamino acids) broth were used due to their low interference with the processes. Lactobacillus sakei and L. monocytogenes were inhibited by the partially purified bacteriocins produced C. maltaromaticum C2, and their antimicrobial peptides showed moderate thermal stability when tested at 100ºC by 30 minutes. Two techniques for extraction and purification of the antimicrobial peptides were used, the adsorption-desorption of bacteriocins to the producer cells, and the purification with XAD-16 resin, based on hydrophilic and hydrophobic interactions with the peptides, followed by a step of solid phase extraction. The latter resulted in an extract with high purity, as observed by the analysis with reverse-phase high performance liquid chromatography. With mass spectrometry techniques, carnobacteriocins BM1 and B1 were detected, as well as the antimicrobial peptide CbnX. This is an innovative work because the purification of CbnX had never been reported, except its gene. In this respect, this C. maltaromaticum strain is unique until this moment, and may promote researches on gene expression, as well the optimization of biopreservation processes.