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.

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.

The aim of this study was to evaluate the action of edible coating the corn starch-based embedded with the bacteriocin nisin in the conservation of fresh cut fruit salad. The salads were composed of mango, papaya and pineapple. After processing the minimum salads were submitted to the following treatments: uncoated fruit salad (control); Corn starch coating without Nisin; and corn starch coating with Nisin. All samples were packed in polyethylene terephthalate (PET) packages for 12 days at 5 ± 1 ° C and 80% RH. At 0, 3, 6, 9,12 physicochemical analysis of soluble solids content were held, pH, titratable acidity, ascorbic acid content, phenolic compounds, carotenoids, color, loss of weight and Polyphenol oxidase activity of enzymes. The microbiological analysis included aerobic mesophilic count, molds and yeasts, and survival analysis of Listeria monocytogenes inoculated in minimally processed fruit salads plus the added edible coating or not nisin. The fruit salads treated with edible coating nisin and showed significantly less mass loss, and increased vitamin C content when compared with control treatment samples. Coated fruits showed also significantly lower levels of soluble solids and lower activity of polyphenol oxidase. There was no significant variation in relation to the analysis of pH, acidity, carotenoids and color among treatments. It was observed increase in mesophilic aerobic count in all samples but, on samples coated with starch and nisin, it was found that the microbial population was statistically lower than the other treatments. Samples of fruit salad coated with corn starch, had significantly lower counts of yeasts and molds until the 6th day of storage. The presence of nisin resulted in significant reduction in the number of viable cells of the bacterium L. monocytogenes inoculated in output of fruit, unchecked behavior in samples of other treatments during the 12 days of storage at 5 ° C. The results of this study demonstrate that the use of corn starch coating and nisin combined with good processing practices and minimum control of storage conditions (temperature and humidity) was effective in preserving minimally processed fruit salads. Once a positive influence on the physical and chemical parameters evaluated, and obtained the best results in relation to maintaining the microbiological quality of salads for up to 12 days. / O objetivo do presente trabalho foi avaliar a ação do revestimento comestível a base de amido de milho incorporado com a bacteriocina nisina, na conservação de salada de frutas minimamente processadas. As saladas foram compostas por manga, mamão e abacaxi. Após processamento o mínimo as saladas foram submetidas aos seguintes tratamentos: salada de frutas sem revestimento (controle); revestimento de amido de milho sem Nisina; e revestimento de amido de milho com nisina. Todos os produtos foram acondicionados em embalagens de tereftalato de polietileno (PET) por 12 dias a 5±1°C e 80% UR. Nos tempos 0, 3, 6, 9,12 foram realizadas análises físico-químicas de teor de sólidos solúveis, pH, acidez titulável, teor de ácido ascórbico, compostos fenólicos, carotenoides, cor, perda de massa fresca e atividade da enzima polifenol oxidase. As análises microbiológicas incluíram contagem de aeróbios mesófilos, bolores e leveduras, e a análise da sobrevivência de Listeria monocytogenes, previamente inoculadas nas saladas de frutas minimamente processadas acrescida do revestimento comestível adicionado ou não de nisina. As saladas de frutas tratadas com revestimento comestível e nisina apresentaram perda de massa significativamente menor, e maior teor de vitamina C quando comparadas com as amostras do tratamento controle. Frutos revestidos apresentaram também, teores significativamente menores de sólidos solúveis e menor atividade da enzima polifenol oxidase. Não foi observada variação significativa em relação às análises de de pH, acidez, carotenoides e cor entre os tratamentos estudados. Foi verificado aumento na contagem de microrganismos aeróbios mesófilos em todas as amostras porém, em amostras revestidas com amido e nisina, verificou-se que população microbiana foi estatisticamente menor que nos demais tratamentos. Amostras de salada de fruta revestidas com amido de milho, apresentaram contagens significativamente menores de bolores e leveduras até o 6º dia de armazenamento. A presença da nisina resultou em redução significativa no número de células viáveis da bactéria L. monocytogenes inoculada em salda de frutas, comportamento não verificado nas amostras dos demais tratamentos durante os 12 dias de estocagem a 5±1ºC. Os resultados obtidos neste estudo demonstram que a utilização de revestimento de amido de milho e nisina, associado a boas práticas de processamento mínimo e controle das condições de armazenamento (temperatura e umidade), foi eficiente na conservação de saladas de frutas minimamente processadas. Uma vez que interferiu positivamente nos parâmetros físico-químicos avaliados, e obteve os melhores resultados em relação a manutenção da qualidade microbiológica das saladas por até 12 dias.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-09-21T15:03:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1299382 bytes, checksum: 25fc4d8303ddcd9bca8411b22d10cc7b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-21T15:03:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1299382 bytes, checksum: 25fc4d8303ddcd9bca8411b22d10cc7b (MD5) Previous issue date: 2018-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os produtos lácteos possuem uma microbiota autóctone bastante diversificada, na qual o grupo das Bactérias Ácido Lácticas (BAL) é de notável relevância devido às suas características benéficas, tecnológicas e bioconservantes, atraindo o interesse para sua utilização em diversos segmentos biotecnológicos, em especial na indústria de alimentos. O objetivo deste trabalho foi isolar e identificar BAL bacteriocinogênicas de queijos artesanais, caracterizando aspectos ligados à produção e purificação das bacteriocinas, inocuidade, potencial benéfico dos isolados e propriedades inibitórias contra Listeria spp. As cepas bacteriocinogênicas Enterococcus hirae ST57ACC e Pediococcus pentosaceus ST65ACC foram isoladas a partir da técnica de tripla camada e identificadas por metodologias fenotípicas e moleculares. As bacteriocinas produzidas por E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC demostraram estabilidade em ampla faixa de pH e temperatura, e foram inativadas após tratamento com enzimas proteolíticas, comprovando sua natureza proteica. Tratamentos com EDTA, SDS, NaCl e Tween 80 não afetaram a atividade das bacteriocinas. Os sobrenadantes de ambos os isolados foram capazes de inibir Listeria innocua e diversas cepas de L. monocytogenes pertencentes à diferentes sorogrupos e obtidas de fontes distintas, inibindo completamente o desenvolvimento de L. monocytogenes após 12 h. Em co-culturas das cepas bacteriocinogênicas com a cepa indicadora L. monocytogenes 422 em leite desnatado, observou-se que E. hirae ST57ACC foi capaz de controlar a multiplicação do patógeno após 48 h. E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus não apresentaram resultados positivos para 25 genes relacionados a bacteriocinas conhecidas, indicando que podem produzir novas bacteriocinas. As cepas de E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC foram também avaliadas quanto ao seu potencial benéfico e segurança: ambos os isolados permaneceram viáveis após tratamento em condições gastrointestinais simuladas, exibindo altos níveis de auto e co-agregação com L. monocytogenes e níveis variados de hidrofobicidade, demonstrando que E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC podem prevenir potencialmente o estabelecimento de infecções pelo patógeno. Por meio da metodologia de agar-spot, avaliou-se a possibilidade de interferência de 33 medicamentos comerciais, de diferentes grupos sobre a multiplicação de E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC, revelando que apenas antiinflamatórios e medicamentos contendo loratadina e cloridrato de propranolol apresentaram atividade inibitória sobre as cepas. Testes fenotípicos para determinação da susceptibilidade antimicrobiana demonstraram que E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC foram resistentes à vancomicina, oxacilina e sulfa/trimetoprim dentre os 11 antibióticos testados pelo método de disco difusão. Com relação à PCR, poucos genes relacionados à resistência a antibióticos foi foram identificados. Nenhum dos isolados amplificou genes de produção de aminas biogênicas e nem apresentou produção das mesmas. A expressão de diferentes elementos do sistema de transporte ABC e metabolismo de açúcares foi identificada para ambos os isolados. Variações na proporção de inóculo não influenciaram a taxa de multiplicação de E. hirae ST57ACC nem de P. pentosaceus ST65ACC, no entanto, a produção de bacteriocinas foi detectada apenas 9 horas após a inoculação das cepas, quando inoculadas nas proporções de 5% e 10%. Adicionalmente, verificou-se que a densidade celular das cepas bacteriocinogênicas esteve correlacionada à produção de bacteriocinas em sistemas de fermentação tradicional e fermentação com controle de pH a 5,5 e agitação. E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC foram capazes de se multiplicar e produzir bacteriocinas na presença de xilo-oligossacarídeos após 6 horas de incubação, porém em níveis reduzidos quando comparados ao cultivo em meio MRS. Por fim, as bacteriocinas produzidas por E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC foram purificadas a partir de diferentes metodologias. A bacteriocina produzida por P. pentosaceus ST65ACC foi purificada em duas etapas, com rendimento final de 101,33 revelando- se um peptídeo com massa molecular de 3,5 a 8,5 kDa, determinado por SDS-PAGE. Em contrapartida, um protocolo de três etapas foi empregado na purificação da bacteriocina produzida por E. hirae ST57ACC, com rendimento final de 3,05. Adicionalmente, uma fração semi-purificada foi testada com a linhagem celular HT- 29, demonstrando que a bacteriocina não apresenta efeitos citotóxicos contra células humanas, sendo considerada segura neste aspecto. Os dados obtidos neste trabalho indicam que os isolados E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST57ACC podem ser considerados importantes ferramentas biotecnológicas na produção de bacteriocinas de interesse ao controle de L. monocytogenes e na biopreservação de alimentos. / Dairy products present a rich and diverse autochthonous microbiota, in which Lactic Acid Bacteria (LAB) are relevant, due to their beneficial, technological and biopreservative features, attracting the interest for their biotechnological application, in food industry, pharmaceutic area and human and veterinary medicine fields. The aim of this study was to isolate and to identify bacteriocinogenic LAB from artisanal cheeses, characterizing some aspects linked to bacteriocin production and purification, safety and beneficial potential of the isolates, as well as their inhibitory properties against Listeria spp. Bacteriocinogenic strains Enterococcus hirae ST57ACC and Pediococcus pentosaceus ST65ACC were isolated by using the triple- layer technique and identified by phenotypical and molecular methods. Bacteriocins produced by E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC were stable in a wide range of pH and temperature, losing their activity after treatment with proteolytic enzymes, confirming their proteinaceous nature. Treatments with EDTA, SDS, NaCl and Tween 80 did not affect bacteriocin activity. Cell-free supernatants from both isolates were able to inhibit Listeria innocua and several L. monocytogenes strains, from different serogroups obtained from diverse sources, eliminating L. monocytogenes after 12 h. In co-culture experiments conducted in skimmed milk with the bacteriocinogenic isolates and the target strain L. monocytogenes 422, E. hirae ST57ACC controlled the target strain growth after 48 h. E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC did not present positive results for 25 known bacteriocin related genes, indicating that they might express new bacteriocins. E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC were also evaluated for their beneficial and safety features: both isolates remained viable after treatment replicating gastrointestinal conditions, showing high levels of auto and co-aggregation with L. monocytogenes and diverse levels of hydrophobicity, demonstrating that E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC might prevent the establishment of infections caused by this pathogen. Interference of 33 commercial drugs from different groups on growth of E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC was tested by agar-spot method, revealing that only anti-inflammatories and drugs containing loratadine and propranolol hydrochloride influenced the growth of bacteriocinogenic strains. Phenotypical tests employed to determine antibiotic susceptibility have shown that E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC were resistant to vancomycin, oxacillin and sulfa/trimethoprim out of 11 antibiotics tested by disk-diffusion test, nonetheless low number of antibiotic resistance genes was observed by PCR analysis. None of the isolates amplified biogenic amines encoding genes neither presented phenotypical evidence of their production. Expression of different ABC transporters linked to bacteriocin export and sugar metabolism was detected, for both isolates. Changes in inoculum size did not influenced the growth of E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC; however, bacteriocin production was affected, and bacteriocins were detected only after 9 h with inoculation at 5% and 10% of bacteriocinogenic strains. Additionally, it was observed that cell density of both bacteriocinogenic strains was linked to bacteriocin production in traditional and pH at 5.5 and agitation controlled fermentation continuous. E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC were capable to grow and produce bacteriocins in the presence of xylo-oligossacharides after 6 h of incubation, but in lower levels than those obtained with cultivation in MRS broth. Finally, E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC were purified from different methods. The bacteriocin produced by P. pentosaceus ST65ACC was purified in two-steps, with final yield of 101.33, recognized as a 3.5 to 8.5 kDa peptide, determined by Tricine-SDS-PAGE. In contrast, a three-step-protocol was used to purify the bacteriocin produced by E. hirae ST57ACC, with final yield of 3.05. Moreover, a semi-purified fraction of E. hirae ST57ACC bacteriocin was tested in HT-29 cell-line, demonstrating no-cytotoxic effects in human cells, which means the bacteriocin can be considered safe in this aspect. Obtained data from this study indicate that E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST57ACC may be considered as important biotechnological tools for bacteriocin production to control L. monocytogenes and as biopreservatives in food.

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-11-12T16:59:37Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1349672 bytes, checksum: f372ec6057b9cd2f9a1df5d9bb5c6690 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-12T16:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1349672 bytes, checksum: f372ec6057b9cd2f9a1df5d9bb5c6690 (MD5) Previous issue date: 2018-08-16 / O objetivo do presente trabalho foi isolar e caracterizar bactérias ácido láticas (BAL) presentes em embutidos cárneos fermentados artesanais através de técnicas fenotípicas e genotípicas, buscando a seleção de isolados com potencial bacteriocinogênico. BAL isoladas foram obtidas de embutidos cárneos fermentados artesanais e foram caracterizadas quanto a sua atividade bacteriocinogênica; após o isolamento e identificação foram obtidos 5 diferentes isolados: Lactobacillus curvatus 12 e 36; Lactococcus garvieae 32 e Weissella viridescens 23 e 31 e realizada a detecção de genes de bacteriocinas; devido aos resultados encontrados em relação ao espectro de atividade e efeito de substâncias químicas e temperatura na atividade inibitória, três isolados foram selecionados (L. curvatus 12 e 36 e W. viridescens 23) para as demais análises para avaliar o potencial bacteriocinogênico. Os isolados selecionados apresentaram multiplicação distinta e a produção de bacteriocinas foi mais evidente em L. curvatus 12 e W. viridescens 23. As bacteriocinas produzidas foram adsorvidas pelas cepas produtoras em diferentes níveis. As bacteriocinas parcialmente purificadas mantiveram sua atividade inibitória após a eluição com 60% de isopropanol. Os padrões de lise celular foram semelhantes para todos os isolados testados. A detecção de β-galactosidase indicou desestabilização da permeabilidade da membrana celular das BAL isoladas. As bacteriocinas produzidas por L. curvatus 12 foram purificadas através do HPLC e foram identificados 4 diferentes sequências de peptídeos. Os isolados de BAL selecionados foram capazes de produzir bacteriocinas com alta atividade inibitória contra L. monocytogenes, indicando sua potencial aplicação na indústria de alimentos como bioconservadores. Para a avaliação da presença de genes de virulência, resistência a antibióticos e probióticos foram utilizados os cinco isolados anteriormente identificados. Todos os isolados testados foram positivos para mub, enquanto EF226-cbp, EF1249-fbp eEF2380-maz foram detectados em pelo menos um isolado; nenhum isolado apresentou os genes map, EFTu ou prgB. Os isolados testados apresentaram resultados variados em relação aos genes de virulência e nenhum isolado apresentou os genes gelE, cylA, efsA, cpd, int-Tn ou sprE. Os genes de resistência aos antibióticos também apresentaram resultados variados. Os isolados de BAL apresentaram alguns aspectos benéficos, além da produção de bacteriocinas, porém a presença de genes de virulência e resistência a antibióticos é um problema ao utilizar esses isolados como culturas starter ou bioconservadores em alimentos. Considerando o potencial inibitório dessas cepas, uma alternativa seria o uso de suas bacteriocinas após procedimentos de semi-purificação ou purificação. Linguiça frescal foi preparada e inoculada com diferentes combinações de L. curvatus 12 (BAL bacteriocinogênica), L. sakei ATCC 15521 (BAL não bacteriocinogênica), L. monocytogenes, nisina e a bacteriocina parcialmente purificada produzida por L. curvatus 12 e estocadas a 7 °C durante 10 dias. As análises microbiológicas foram realizadas nos dias 1, 4, 7 e 10 e as análises físico-químicas (controle) nos dias 1 e 10. No geral, as contagens de BAL não apresentaram diferenças significativas entre os tratamentos e ao longo do período de estocagem (p > 0.05). As contagens de L. monocytogenes em linguiça frescal inoculada com o patógeno e a BAL bacteriocinogênica variaram de 1.0 a 2.0 log UFC/g, sendo significativamente diferente da linguiça inoculada apenas com L. monocytogenes (p < 0.05). Nisina e a bacteriocina parcialmente purificadas também determinaram uma redução nas contagens de L. monocytogenes quando comparado com o tratamento que foi inoculado somente o patógeno, variando de 1.0 a 3.0 log UFC/g (p > 0.05). Esses resultados indicam que BAL bacteriocinogênica foi capaz de determinar uma redução significativa na contagem de L. monocytogenes em linguiça frescal estocada a 7 °C. / The aim of the study was isolate and characterized lactic acid bacteria (LAB) from artisanal fermented meat products through phenotypic and genotypic methodologies, searching for the selection of isolates with bacteriocinogenic potential. LAB isolates were obtained from artisanal fermented meat products and were characterized to their bacteriocinogenic activity; after isolation and identification were obtained 5 different isolates: Lactobacillus curvatus 12 and 36; Lactococcus garvieae 32 and Weissella viridescens 23 and 31 and the detection of bacteriocins related genes were performed; L. curvatus 12 and 36 e W. viridescens 23 were selected for the other analysis to evaluate the bacteriocinogenic potential. The selected isolates showed distinct growth and bacteriocin production was more evident in L. curvatus 12 and W. viridescens 23. The bacteriocins produced were adsorbed by the producing strains at different levels. Partially purified bacteriocins maintained their inhibitory activity after elution with 60% isopropanol. Cell lysis patterns were similar for all isolates tested. Detection of β-galactosidase indicated destabilization of the cell membrane permeability of the isolated BAL. The bacteriocins produced by L. curvatus 12 were purified by HPLC and four different peptide sequences were identified. The selected BAL isolates were able to produce bacteriocins with high inhibitory activity against L. monocytogenes, indicating their potential application in the food industry as bioconservatives. For the evaluation of the presence of virulence genes, resistance to antibiotics and probiotics, the five isolates previously identified were used. All isolates tested were positive for mub, while EF226-cbp, EF1249-fbp and EF2380-maz were detected in at least one isolate; none isolated showed map, EFTu or prgB. The isolates tested presented variable results in relation to the virulence genes and no isolates showed the genes gelE, cylA, efsA, cpd, int-Tn or sprE. Antibiotic resistance genes were also detected at different patterns. LAB isolates presented some beneficial aspects besides the production of bacteriocins, but the presence of virulence genes and resistance to antibiotics is a problem when using these isolates as starter or bioconservative cultures in foods. Considering the inhibitory potential of these strains, an alternative would be the use of their bacteriocins after semi-purification or purification procedures. Fresh sausage was prepared and inoculated with different combinations of L. curvatus 12 (bacteriocinogenic BAL), L. sakei ATCC 15521 (non bacteriocinogenic BAL), L. monocytogenes, nisin and partially purified bacteriocin produced by L. curvatus 12 and stored at 7 ° C for 10 days. Microbiological analyzes were performed on days 1, 4, 7 and 10 and physical-chemical analyzes (control) on days 1 and 10. In general, LAB counts did not show significant differences between treatments and throughout the storage period (p> 0.05). The counts of L. monocytogenes in fresh sausage inoculated with the pathogen and the bacteriocinogenic LAB varied from 1.0 to 2.0 log CFU/g, being significantly different from the sausage inoculated with only L. monocytogenes (p < 0.05). Nisin and partially purified bacteriocin also determined a reduction in the counts of L. monocytogenes when compared to the treatment that was inoculated only the pathogen, ranging from 1.0 to 3.0 log CFU/g (p> 0.05). These results indicate that the bacteriocinogenic LAB was able to determine a significant reduction in the count of L. monocytogenes in fresh sausage stored at 7 ° C.

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&#176; 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&#176; 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.

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.

Identifica y caracteriza la naturaleza de las sustancias inhibitorias producidas por cepas Lactobacillus aisladas de chicha de jora. Selecciona las mejores cepas nativas de Lactobacillus productoras de bacteriocinas con propiedades antimicrobianas de amplio espectro. Evalúa la actividad inhibitoria de la bacteriocina parcialmente purificada sintetizada por la seleccionada de Lactobacillus contra cepas sensibles taxonómicamente afines y patógenas contaminantes de alimentos. Logra detectar la cepa Lactobacillus plantarum 5N que revela una sustancia de naturaleza proteica de aproximadamente 6.2 kDa e inhibe tanto bacterias taxonómicamente afines como bacterias patógenas Gram positivas contaminantes de alimentos. / Tesis

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-09-24T11:56:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1299382 bytes, checksum: 25fc4d8303ddcd9bca8411b22d10cc7b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-24T11:56:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1299382 bytes, checksum: 25fc4d8303ddcd9bca8411b22d10cc7b (MD5) Previous issue date: 2018-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os produtos lácteos possuem uma microbiota autóctone bastante diversificada, na qual o grupo das Bactérias Ácido Lácticas (BAL) é de notável relevância devido às suas características benéficas, tecnológicas e bioconservantes, atraindo o interesse para sua utilização em diversos segmentos biotecnológicos, em especial na indústria de alimentos. O objetivo deste trabalho foi isolar e identificar BAL bacteriocinogênicas de queijos artesanais, caracterizando aspectos ligados à produção e purificação das bacteriocinas, inocuidade, potencial benéfico dos isolados e propriedades inibitórias contra Listeria spp. As cepas bacteriocinogênicas Enterococcus hirae ST57ACC e Pediococcus pentosaceus ST65ACC foram isoladas a partir da técnica de tripla camada e identificadas por metodologias fenotípicas e moleculares. As bacteriocinas produzidas por E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC demostraram estabilidade em ampla faixa de pH e temperatura, e foram inativadas após tratamento com enzimas proteolíticas, comprovando sua natureza proteica. Tratamentos com EDTA, SDS, NaCl e Tween 80 não afetaram a atividade das bacteriocinas. Os sobrenadantes de ambos os isolados foram capazes de inibir Listeria innocua e diversas cepas de L. monocytogenes pertencentes à diferentes sorogrupos e obtidas de fontes distintas, inibindo completamente o desenvolvimento de L. monocytogenes após 12 h. Em co-culturas das cepas bacteriocinogênicas com a cepa indicadora L. monocytogenes 422 em leite desnatado, observou-se que E. hirae ST57ACC foi capaz de controlar a multiplicação do patógeno após 48 h. E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus não apresentaram resultados positivos para 25 genes relacionados a bacteriocinas conhecidas, indicando que podem produzir novas bacteriocinas. As cepas de E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC foram também avaliadas quanto ao seu potencial benéfico e segurança: ambos os isolados permaneceram viáveis após tratamento em condições gastrointestinais simuladas, exibindo altos níveis de auto e co-agregação com L. monocytogenes e níveis variados de hidrofobicidade, demonstrando que E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC podem prevenir potencialmente o estabelecimento de infecções pelo patógeno. Por meio da metodologia de agar-spot, avaliou-se a possibilidade de interferência de 33 medicamentos comerciais, de diferentes grupos sobre a multiplicação de E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC, revelando que apenas antiinflamatórios e medicamentos contendo loratadina e cloridrato de propranolol apresentaram atividade inibitória sobre as cepas. Testes fenotípicos para determinação da susceptibilidade antimicrobiana demonstraram que E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC foram resistentes à vancomicina, oxacilina e sulfa/trimetoprim dentre os 11 antibióticos testados pelo método de disco difusão. Com relação à PCR, poucos genes relacionados à resistência a antibióticos foi foram identificados. Nenhum dos isolados amplificou genes de produção de aminas biogênicas e nem apresentou produção das mesmas. A expressão de diferentes elementos do sistema de transporte ABC e metabolismo de açúcares foi identificada para ambos os isolados. Variações na proporção de inóculo não influenciaram a taxa de multiplicação de E. hirae ST57ACC nem de P. pentosaceus ST65ACC, no entanto, a produção de bacteriocinas foi detectada apenas 9 horas após a inoculação das cepas, quando inoculadas nas proporções de 5% e 10%. Adicionalmente, verificou-se que a densidade celular das cepas bacteriocinogênicas esteve correlacionada à produção de bacteriocinas em sistemas de fermentação tradicional e fermentação com controle de pH a 5,5 e agitação. E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC foram capazes de se multiplicar e produzir bacteriocinas na presença de xilo-oligossacarídeos após 6 horas de incubação, porém em níveis reduzidos quando comparados ao cultivo em meio MRS. Por fim, as bacteriocinas produzidas por E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC foram purificadas a partir de diferentes metodologias. A bacteriocina produzida por P. pentosaceus ST65ACC foi purificada em duas etapas, com rendimento final de 101,33 revelando- se um peptídeo com massa molecular de 3,5 a 8,5 kDa, determinado por SDS-PAGE. Em contrapartida, um protocolo de três etapas foi empregado na purificação da bacteriocina produzida por E. hirae ST57ACC, com rendimento final de 3,05. Adicionalmente, uma fração semi-purificada foi testada com a linhagem celular HT- 29, demonstrando que a bacteriocina não apresenta efeitos citotóxicos contra células humanas, sendo considerada segura neste aspecto. Os dados obtidos neste trabalho indicam que os isolados E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST57ACC podem ser considerados importantes ferramentas biotecnológicas na produção de bacteriocinas de interesse ao controle de L. monocytogenes e na biopreservação de alimentos. / Dairy products present a rich and diverse autochthonous microbiota, in which Lactic Acid Bacteria (LAB) are relevant, due to their beneficial, technological and biopreservative features, attracting the interest for their biotechnological application, in food industry, pharmaceutic area and human and veterinary medicine fields. The aim of this study was to isolate and to identify bacteriocinogenic LAB from artisanal cheeses, characterizing some aspects linked to bacteriocin production and purification, safety and beneficial potential of the isolates, as well as their inhibitory properties against Listeria spp. Bacteriocinogenic strains Enterococcus hirae ST57ACC and Pediococcus pentosaceus ST65ACC were isolated by using the triple- layer technique and identified by phenotypical and molecular methods. Bacteriocins produced by E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC were stable in a wide range of pH and temperature, losing their activity after treatment with proteolytic enzymes, confirming their proteinaceous nature. Treatments with EDTA, SDS, NaCl and Tween 80 did not affect bacteriocin activity. Cell-free supernatants from both isolates were able to inhibit Listeria innocua and several L. monocytogenes strains, from different serogroups obtained from diverse sources, eliminating L. monocytogenes after 12 h. In co-culture experiments conducted in skimmed milk with the bacteriocinogenic isolates and the target strain L. monocytogenes 422, E. hirae ST57ACC controlled the target strain growth after 48 h. E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC did not present positive results for 25 known bacteriocin related genes, indicating that they might express new bacteriocins. E. hirae ST57ACC e P. pentosaceus ST65ACC were also evaluated for their beneficial and safety features: both isolates remained viable after treatment replicating gastrointestinal conditions, showing high levels of auto and co-aggregation with L. monocytogenes and diverse levels of hydrophobicity, demonstrating that E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC might prevent the establishment of infections caused by this pathogen. Interference of 33 commercial drugs from different groups on growth of E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC was tested by agar-spot method, revealing that only anti-inflammatories and drugs containing loratadine and propranolol hydrochloride influenced the growth of bacteriocinogenic strains. Phenotypical tests employed to determine antibiotic susceptibility have shown that E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC were resistant to vancomycin, oxacillin and sulfa/trimethoprim out of 11 antibiotics tested by disk-diffusion test, nonetheless low number of antibiotic resistance genes was observed by PCR analysis. None of the isolates amplified biogenic amines encoding genes neither presented phenotypical evidence of their production. Expression of different ABC transporters linked to bacteriocin export and sugar metabolism was detected, for both isolates. Changes in inoculum size did not influenced the growth of E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC; however, bacteriocin production was affected, and bacteriocins were detected only after 9 h with inoculation at 5% and 10% of bacteriocinogenic strains. Additionally, it was observed that cell density of both bacteriocinogenic strains was linked to bacteriocin production in traditional and pH at 5.5 and agitation controlled fermentation continuous. E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC were capable to grow and produce bacteriocins in the presence of xylo-oligossacharides after 6 h of incubation, but in lower levels than those obtained with cultivation in MRS broth. Finally, E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST65ACC were purified from different methods. The bacteriocin produced by P. pentosaceus ST65ACC was purified in two-steps, with final yield of 101.33, recognized as a 3.5 to 8.5 kDa peptide, determined by Tricine-SDS-PAGE. In contrast, a three-step-protocol was used to purify the bacteriocin produced by E. hirae ST57ACC, with final yield of 3.05. Moreover, a semi-purified fraction of E. hirae ST57ACC bacteriocin was tested in HT-29 cell-line, demonstrating no-cytotoxic effects in human cells, which means the bacteriocin can be considered safe in this aspect. Obtained data from this study indicate that E. hirae ST57ACC and P. pentosaceus ST57ACC may be considered as important biotechnological tools for bacteriocin production to control L. monocytogenes and as biopreservatives in food.

Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE / Staphylococcus aureus has been considered a major public health problem worldwide due mainly to the ability to develop resistance to antibiotics. The prevalence of methicillin resistant strains of S. aureus (MRSA) in both hospital and community settings has been increasing, with cases of infections and deaths reported in healthy children and adults. Bacteriocins have been identified as promising alternatives for the control of this pathogen. However, besides the therapeutic use of these peptides still not approved, some studies indicate the possibility of selection of resistant strains. Therefore, prior to the therapeutic use of bacteriocins, studies must be carried out to understand the effect that bacteriocin may have on the selection of resistant strains to avoid the current problem with lineages resistant to traditional antibiotics. In view of the above, the objective of this study was to verify the antimicrobial activity of nisin against strains of MRSA and MSSA isolated from the oropharynx of health professionals and verify the selection of strains resistant to bacteriocin. For the genotypic characterization of the MRSA and MSSA strains, the nucA, LuckPV, mecA and mecC genes were tested. The MSSA lines were positive for amplification of the nucA gene only, confirming the identification of genus and species of these strains. For MRSA strains, the only gene that was not detected was mecC, confirming the methicillin resistance phenotype and that these strains are of human origin and of community environments. The results obtained by the agar diffusion test demonstrated that 80% of the MSSA strains (n = 30) were inhibited by nisin and only one MRSA line (n = 6) showed no sensitivity to bacteriocin. The MIC of MSSA strains ranged from 97.7 to 1250 IU / mL and from MRSA strains of 937.50 to 5000 IU / mL. The DBM for MSSA strains varied from 97.7 IU / mL to values greater than 50,000 IU / mL, and for MRSA, this variation was between 5000 IU / mL at values greater than 10,000 IU / mL depending on the lineage. For most lineages DBM was higher than MIC, showing that the effect of bacteriocin depends on bacteriocin concentration: low concentrations exert bacteriostatic effect and high concentrations bactericidal effect. The addition of increasing concentrations of the bacteriocin to the BHI medium generally resulted in the increase in the lag phase and decrease in the specific growth rate and maximal DO reached by the MSSA and MRSA cultures. MSSA and MRSA strains were transferred for approximately 30 generations in the presence of bacteriocin and a decrease in sensitivity was observed with a consequent increase in nisin MIC for all strains tested. The bacteriocin resistance phenotype has been shown to be a stable trait for these strains and may be associated with a genetic factor. It has also been observed that the use of nisin may trigger cross-resistance to some antibiotics. The results obtained demonstrated that nisin is efficient in controlling the growth of MSSA and MRSA. However, the fact that these lines demonstrate resistance to bacteriocin after transfer in the presence of the same indicates the need to develop strategies to avoid in the future the current problem of resistance to antibiotics. The best way to use bacteriocins therapeutically is to suggest that it is in combination with traditional antibiotics. / Staphylococcus aureus têm sido considerado um dos maiores problemas de saúde pública a nível mundial devido, principalmente, a habilidade de desenvolver resistência a antibióticos. A prevalência de linhagens de S. aureus resistentes a meticilina (MRSA) tanto em ambiente hospitalar quanto em ambientes comunitários têm aumentado, sendo descritos casos de infecções e relatos de mortes em crianças e adultos saudáveis. Bacteriocinas tem sido apontadas como alternativas promissoras para o controle deste patógeno. Entretanto, além do uso terapêutico destes peptídeos ainda não ser aprovado, alguns estudos indicam a possibilidade de seleção de linhagens resistentes. Portanto, antes do uso terapêutico de bacteriocinas, estudos precisam ser realizados para o entendimento do efeito que a bacteriocina possa ter na seleção de linhagens resistentes para evitar o problema da atualidade com linhagens resistentes aos antibióticos tradicionais. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi verificar a atividade antimicrobiana da nisina contra cepas de MRSA e MSSA isoladas da orofaringe de profissionais da área de saúde e verificar a seleção de linhagens resistentes à bacteriocina. Para a caracterização genotípica das linhagens MRSA e MSSA, foram testados os genes nucA, LuckPV, mecA e mecC. As linhagens MSSA foram positivas para amplificação apenas do gene nucA, confirmando a identificação de gênero e espécie destas linhagens. Para as linhagens MRSA, o único gene que não foi detectado foi o meC, confirmando o fenótipo de resistência a meticilina e que estas linhagens são de origem humana e de ambientes comunitários. Os resultados obtidos pelo teste de difusão em ágar demonstraram que 80% das linhagens MSSA (n=30) foram inibidas pela nisina e apenas uma linhagem MRSA (n=6) não apresentou sensibilidade à bacteriocina. A CIM das linhagens de MSSA variou de 97,7 a 1250UI/mL e das linhagens MRSA de 937,50 a 5000 UI/mL. A DBM para as linhagens de MSSA variou de 97,7 UI/mL a valores superiores a 50000 UI/mL, e para MRSA esta variação ficou entre 5000 UI/mL a valores maiores que 10000 UI/mL dependendo da linhagem. Para a maioria das linhagens a DBM foi maior que a CIM, mostrando que o efeito da bacteriocina depende da concentração da mesma: baixas concentrações exercem efeito bacteriostático e altas concentrações efeito bactericida. A adição de concentrações crescentes da bacteriocina ao meio BHI resultaram, de maneira geral, no aumento da fase lag e diminuição da velocidade específica de crescimento e DO máxima atingida pelas culturas MSSA e MRSA. Linhagens de MSSA e MRSA foram transferidas por aproximadamente 30 gerações na presença da bacteriocina e foi observada diminuição na sensibilidade com consequente aumento da CIM da nisina para todas as linhagens testadas. O fenótipo de resistência à bacteriocina demonstrou ser uma característica estável para estas linhagens, podendo estar associado a um fator genético. Foi observado também que a utilização da nisina pode desencadear resistência cruzada a alguns antibióticos. Os resultados obtidos demonstraram que a nisina é eficiente em controlar o crescimento de MSSA e MRSA. Entretanto, o fato destas linhagens demonstrarem resistência a bacteriocina após transferência na presença da mesma indica a necessidade de desenvolver estratégias para evitar no futuro o problema atual de resistência a antibióticos. A melhor maneira de usar bacteriocinas terapeuticamente sugere-se que seja em combinação com antibióticos tradicionais. / São Cristóvão, SE