Made available in DSpace on 2015-04-17T14:49:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 735178 bytes, checksum: 968afb8a739940705597ba86834ec161 (MD5) Previous issue date: 2014-03-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Lactic acid bacteria can produce bacteriocins and have been explored for applications as natural preservatives in foods. Bacteriocins are peptides and proteins with antimicrobial activity and can inhibit the growth of pathogenic bacteria such as Listeria monocytogenes and other spoilage microorganisms. L. monocytogenes can be present in many types of food due to its ability to survive in a wide temperature range, and causes listeriosis by ingestion of contaminated food. This study aimed at the isolation and identification of lactic acid bacteria (LAB) with bacteriocinogenic potential, the characterization of the cell-free supernatants (CFS) regarding: the antimicrobial activity; the spectrum of action; thermal stability and at different pHs; resistance to chemicals and NaCl concentrations; the mode of action of the bacteriocins produced; the adsorption capacity to the target cells in different temperatures, pH and concentrations of chemicals and NaCl; perform the molecular identification of the LAB. Three strains (LS1, LS2 and LS3) bacteriocinogenic of raw goat's milk with anti-listeria activity were isolated. In particular Lactococcus lactis (LS2), which produced bacteriostatic, active bacteriocin at low pH and 4 ° C to 80 ° C, which can be an alternative for the control of Listeria in fermented dairy products. / Bactérias láticas podem produzir bacteriocinas e têm sido exploradas em aplicações como conservadores naturais nos alimentos. Bacteriocinas são peptídeos e proteínas com atividade antimicrobiana e podem inibir a multiplicação de bactérias patogênicas como Listeria monocytogenes e micro-organismos deterioradores. L. monocytogenes pode estar presente em diversos tipos de alimentos, devido à sua capacidade de sobreviver em ampla faixa de temperatura e causar a listeriose através da ingestão de alimentos contaminados. Este estudo objetivou o isolamento e identificação de bactérias láticas (BAL) com potencial anti-Listeria de leite de cabra cru, a caracterização dos sobrenadantes livres de células (SLC) quanto: à atividade antimicrobiana; ao espectro de ação; à estabilidade térmica e em diferentes valores de pH; à resistência a agentes químicos e a diferentes concentrações de NaCl; ao modo de ação; à capacidade de adsorção à listeria em diferentes condições de temperatura, pH e na presença de agentes químicos. Também visou realizar a identificação molecular dos isolados a fim de aplicar as BAL ou as bacteriocinas por elas produzidas como estratégia de bioconservação de alimentos. Foram isoladas três culturas (LS1, LS2 e LS3) bacteriocinogênicas de leite de cabra cru com atividade anti-listeria. Em particular Lactococcus lactis (LS2), que produziu bacteriocina bacteriostática, ativa em pH baixo e em temperatura de 4 °C a 80 °C, que pode ser uma alternativa para o controle de listeria em produtos lácteos fermentados.

Orientador: Saulo Santesso Garrido / Banca: Saulo Santesso Garrido / Banca: Daniela Cardoso Umbelino Cavallini / Banca: Wilton Rogério Lustri / Resumo: Devido ao crescente aumento de doenças transmitidas por alimentos, a segurança microbiológica se torna uma questão de saúde pública pelas suas características de endemicidade, alta morbidade e pela dificuldade da adoção de medidas de controle desses microrganismos. Diante deste fato, o objetivo deste trabalho foi sintetizar e caracterizar os análogos peptídicos LeuB e LeuC-1 derivados de bacteriocinas naturais denominadas Leucocinas. Os peptídeos foram sintetizados manualmente pelo método de síntese em fase sólida, submetidos à desproteção total e clivagem, com liberação dos peptídeos brutos. Foram realizadas as análises comparativas usando HPLC e ESI-MS, e com os respectivos peptídeos puros foram feitos os ensaios antimicrobiano, enzimático, permeabilização, antioxidante, hemolítico e de espectroscopia de dicroísmo circular. Com isso, observou-se que o método de síntese dos análogos foi adequado e o processo de purificação possibilitou a obtenção dos peptídeos com alto grau de pureza. O peso molecular teórico dos peptídeos foi confirmado por espectrometria de massas. O LeuB apresentou uma maior capacidade em inibir o crescimento de Escherichia coli O157:H7 e em Salmonella sorovar Typhimurium, enquanto que LeuC-1 apresentou efeito de inibição de crescimento de Listeria monocytogenes e também de S. sorovar Typhimurium. É importante destacar que todas essas bactérias são de interesse na área de alimentos, já que são as causadoras da maioria dos casos de infecção alimentar. O en... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to the increase of foodborne diseases, microbiological safety becomes a public health issue due to its characteristics of endemicity, high morbidity and the difficulty of adopting control measures of these microorganisms. In view of this fact, the objective of this work was to synthesize and characterize LeuB and LeuC-1 peptidics analogues derived from natural bacteriocins called Leucocins. The peptides were synthesized manually by the solid phase synthesis method, subjected to total deprotection and cleavage, with release of the crude peptides. Comparative analyzes were performed using HPLC and ESI-MS, and with the respective pure peptides the antimicrobial, enzymatic, permeabilization, antioxidant, hemolytic and circular dichroism spectroscopy. With this, it was observed that the method of synthesis of the analogs was adequate and the purification process allowed to obtain the peptides with high purity. The theoretical molecular weight of the peptides was confirmed by mass spectrometry. LeuB showed a greater capacity to inhibit the growth of Escherichia coli O157: H7 and Salmonella serovar Typhimurium, whereas LeuC-1 presented inhibition effect of growth of Listeria monocytogenes and also of S. serovar Typhimurium. It is important to highlight that all these bacteria are interesting in the area of food, since they are the cause of most cases of food infection. The enzyme inhibition assay with DNA gyrase and Topoisomerase IV showed that only the LeuB peptide has the ability to inhibit these bacterial enzymes, suggesting a possible mechanism of action of this Leucocin derivative. This peptide also showed the ability to permeabilize bacterial membrane mimetics composed of POPC/POPG (75/25). On the other hand, the LeuC- 1 peptide did not present significant capacity to inhibit the activity of the enzymes DNA gyrase and Topoisomerase IV and also did not present... (Full abstract, click on electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:51:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-20Bitstream added on 2014-08-13T17:59:30Z : No. of bitstreams: 1 000776948_20160220.pdf: 572888 bytes, checksum: c92ba4f74569c8e1aa24ca36bae1a5d4 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-02-22T11:12:46Z: 000776948_20160220.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-22T11:13:40Z : No. of bitstreams: 1 000776948.pdf: 1889089 bytes, checksum: 7c9eec02b416b8ce6a60a27bd1c34c85 (MD5) / A pesquisa por novas drogas antimicrobianas tem aumentado, seja na indústria farmacêutica e também na indústria de alimentos. Isso acontece devido ao aumento no número de bactérias resistentes aos antimicrobianos, e a busca por conservantes alimentares que possibilitem o aumento na vida de prateleira dos alimentos. O interesse por alimentos mais saudáveis, especialmente aqueles sem adição ou com quantidades reduzidas de aditivos químicos, vem aumentando constantemente. Os produtos naturais, especialmente os de origem microbiana e de espécies vegetais são considerados fontes importantes para o desenvolvimento de novos antimicrobianos. O trabalho teve como objetivo avaliar a ação antibacteriana de óleos essenciais de plantas, seus compostos majoritários, a ação antibacteriana da nisina (bacteriocina produzida por Lactococcus lactis) e a ação antibacteriana da combinação desses compostos majoritários com a nisina em meio de cultura e no leite. Inicialmente foi avaliado o potencial antibacteriano com a determinação da concentração inibitória mínima (CIM) dos óleos essenciais de orégano (Origanum vulgare), tomilho (Tymus vulgaris), cravo da índia (Syzygium aromaticum) e canela (Cinnamomun zeylanicum) e respectivos compostos majoritários carvacrol, timol, eugenol e cinamaldeído, e da nisina sobre cepas padrões ATCC de bactérias de importância na área de alimentos: Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli O157 ATCC 43895, Salmonella Enteritidis ATCC 13076, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Enterococcus faecalis ATCC 10100, Listeria monocytogenes ATCC 15313, Aeromonas hydrophila ATCC 7966 e Lactobacillus rhamnosus ATCC 9595 utilizando a metodologia da microdiluição em meio de Mueller Hinton Caldo (MHC). Em alguns casos a atividade inibidora dos óleos essenciais foi maior que a atividade do seu respectivo composto isolado, e em outros a atividade inibidora do composto isolado foi maior que ... / The research for new antimicrobial drugs has increased in a pharmaceutical industry as well as in the food industry. This happens due to the increase in the number of bacteria resistant to antimicrobial agents, and the search for food preservatives which make possible the increase in the shelf life of foods. The interest in healthier foods, especially those without addition or with reduced amounts of chemical additives is increasing constantly. The natural products, especially of microbial origin and plant species are considered important sources for the development of new antimicrobial. This study purpose to evaluate the antibacterial activity of essential oils from plants, their major compounds, the antibacterial action of nisin (bacteriocin produced by Lactococcus lactis) and the antibacterial activity of the combination of these major compounds with nisin in culture medium and in milk. First was evaluated antimicrobial activity with determination of minimum inhibitory concentration (MIC) of the essential oils of oregano (Origanum vulgare), thyme (Tymus vulgaris), clove (Syzygium aromaticum) and cinnamon (Cinnamomun zeylanicum) and their major compounds carvacrol , thymol, eugenol and cinnamaldehyde, and nisin on ATCC strains of bacteria of importance in the food industry: Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli O157 ATCC 43895, Salmonella Enteritidis ATCC 13076, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Enterococcus faecalis ATCC 10100, Listeria monocytogenes ATCC 15313, Aeromonas hydrophila ATCC 7966 and Lactobacillus rhamnosus ATCC 9595 using the microdilution method in Mueller Hinton Broth medium (MHC). In some cases the inhibitory activity of essential oils has been higher than the activity of the respective isolated compound, and in others the inhibitory activity of the compound isolate was greater than that of the respective essential oils, whereas nisin was active against Gram-positive bacteria and a lower inhibitory ...

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.

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.

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.

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

Orientador: Ary Fernandes Júnior / Banca: Maria de Lourdes Ribeiro da Cunha / Banca: Rosemeire Cristina Lianhri Rodrigues Pietro / Resumo: A pesquisa por novas drogas antimicrobianas tem aumentado, seja na indústria farmacêutica e também na indústria de alimentos. Isso acontece devido ao aumento no número de bactérias resistentes aos antimicrobianos, e a busca por conservantes alimentares que possibilitem o aumento na vida de prateleira dos alimentos. O interesse por alimentos mais saudáveis, especialmente aqueles sem adição ou com quantidades reduzidas de aditivos químicos, vem aumentando constantemente. Os produtos naturais, especialmente os de origem microbiana e de espécies vegetais são considerados fontes importantes para o desenvolvimento de novos antimicrobianos. O trabalho teve como objetivo avaliar a ação antibacteriana de óleos essenciais de plantas, seus compostos majoritários, a ação antibacteriana da nisina (bacteriocina produzida por Lactococcus lactis) e a ação antibacteriana da combinação desses compostos majoritários com a nisina em meio de cultura e no leite. Inicialmente foi avaliado o potencial antibacteriano com a determinação da concentração inibitória mínima (CIM) dos óleos essenciais de orégano (Origanum vulgare), tomilho (Tymus vulgaris), cravo da índia (Syzygium aromaticum) e canela (Cinnamomun zeylanicum) e respectivos compostos majoritários carvacrol, timol, eugenol e cinamaldeído, e da nisina sobre cepas padrões ATCC de bactérias de importância na área de alimentos: Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli O157 ATCC 43895, Salmonella Enteritidis ATCC 13076, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Enterococcus faecalis ATCC 10100, Listeria monocytogenes ATCC 15313, Aeromonas hydrophila ATCC 7966 e Lactobacillus rhamnosus ATCC 9595 utilizando a metodologia da microdiluição em meio de Mueller Hinton Caldo (MHC). Em alguns casos a atividade inibidora dos óleos essenciais foi maior que a atividade do seu respectivo composto isolado, e em outros a atividade inibidora do composto isolado foi maior que ... / Abstract: The research for new antimicrobial drugs has increased in a pharmaceutical industry as well as in the food industry. This happens due to the increase in the number of bacteria resistant to antimicrobial agents, and the search for food preservatives which make possible the increase in the shelf life of foods. The interest in healthier foods, especially those without addition or with reduced amounts of chemical additives is increasing constantly. The natural products, especially of microbial origin and plant species are considered important sources for the development of new antimicrobial. This study purpose to evaluate the antibacterial activity of essential oils from plants, their major compounds, the antibacterial action of nisin (bacteriocin produced by Lactococcus lactis) and the antibacterial activity of the combination of these major compounds with nisin in culture medium and in milk. First was evaluated antimicrobial activity with determination of minimum inhibitory concentration (MIC) of the essential oils of oregano (Origanum vulgare), thyme (Tymus vulgaris), clove (Syzygium aromaticum) and cinnamon (Cinnamomun zeylanicum) and their major compounds carvacrol , thymol, eugenol and cinnamaldehyde, and nisin on ATCC strains of bacteria of importance in the food industry: Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli O157 ATCC 43895, Salmonella Enteritidis ATCC 13076, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Enterococcus faecalis ATCC 10100, Listeria monocytogenes ATCC 15313, Aeromonas hydrophila ATCC 7966 and Lactobacillus rhamnosus ATCC 9595 using the microdilution method in Mueller Hinton Broth medium (MHC). In some cases the inhibitory activity of essential oils has been higher than the activity of the respective isolated compound, and in others the inhibitory activity of the compound isolate was greater than that of the respective essential oils, whereas nisin was active against Gram-positive bacteria and a lower inhibitory ... / Mestre

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