O hibisco (Hibiscus sabdariffa L.) além de possuir propriedades antioxidantes e antimicrobianas, é utilizado como planta medicinal e alimento funcional nos países tropicais. Através de Testes de Diluição em Sistema de Tubos Múltiplos determinou-se a Intensidade de Atividade de Inibição Bacteriana (IINIB/Bacteriostasia) e a Intensidade de Atividade de Inativação Bacteriana (IINAB/Bactericidia) de extrato alcoólico de dois acessos de hibisco, a saber: Palmares do Sul/RS e Porto Alegre/RS sobre inóculos padronizados de Enterococcus faecalis (ATCC 19433), Escherichia coli (ATCC 11229), Salmonella Enteritidis (ATCC 11076) e Staphylococcus aureus (ATCC 25923). Paralelamente, o teor de polifenóis totais e de antocianinas nos cálices e nos frutos com sementes do hibisco foi determinado. A atividade antimicrobiana do extrato alcoólico de cálices, em ambos os acessos, apresentou diferença positiva significativa quando relacionada ao extrato alcoólico dos frutos com sementes. Salmonella Enteritidis foi a bactéria mais sensível ao extrato alcoólico de cálices do hibisco enquanto a mais resistente foi Staphylococcus aureus, independente da variável acesso, considerando somente a estrutura vegetal. Em relação ao extrato alcoólico dos frutos com sementes, Escherichia coli demonstrou a maior sensibilidade e Staphylococcus aureus a maior resistência. Os valores de polifenóis totais e de antocianinas do extrato alcoólico de cálices apresentaram diferença significativa entre si e foram superiores ao extrato alcoólico dos frutos com sementes. Possivelmente existe uma relação direta entre a concentração de antocianina e a atividade antibacteriana em diferentes estruturas vegetais do hibisco. / The hibiscus (Hibiscus sabdariffa L.) has antioxidant and antimicrobial properties and it is utilized as functional food and medicinal plant in tropical countries. Through of Dilution Testing in Multiple Tubes System, it were determined the intensity of bacterial inhibition activity (IINIB/ Bacteriostasy) and the intensity of bacterial inactivation activity (IINAB/ Bactericidie) of alcoholic extracts of two accesses of hibiscus, known as: Palmares do Sul/RS and Porto Alegre/RS on standardized inoculum of Enterococcus faecalis (ATCC 19433), Escherichia coli (ATCC 11229), Salmonella Enteritidis (ATCC 11076) and Staphylococcus aureus (ATCC 25923). At the same time, the total content of polyphenols and anthocyanins in the calyxes and fruits with seeds hibiscus was determined. The antimicrobial activity of alcoholic extract of the calyxes in both accesses showed a significant positive difference when related to the alcoholic extract of the fruits with seeds. Salmonella enteritidis was the most sensitive bacteria to the alcoholic extract of calyxes of the hibiscus while the most resistant was Staphylococcus aureus, independent of the variable access, considering only the plant structure. In relation to the alcoholic extract of the fruits with seeds, Escherichia coli showed the highest sensitivity and Staphylococcus aureus the highest resistence. Total polyphenols and anthocyanins of alcoholic extract of calyxes‟s values showed a significant difference and they were superior to alcohol extract of fruits with seeds. Possibly there is a direct relationship between the concentration of anthocyanin and antibacterial activity in different structures of the hibiscus plant.

O hibisco (Hibiscus sabdariffa L.) além de possuir propriedades antioxidantes e antimicrobianas, é utilizado como planta medicinal e alimento funcional nos países tropicais. Através de Testes de Diluição em Sistema de Tubos Múltiplos determinou-se a Intensidade de Atividade de Inibição Bacteriana (IINIB/Bacteriostasia) e a Intensidade de Atividade de Inativação Bacteriana (IINAB/Bactericidia) de extrato alcoólico de dois acessos de hibisco, a saber: Palmares do Sul/RS e Porto Alegre/RS sobre inóculos padronizados de Enterococcus faecalis (ATCC 19433), Escherichia coli (ATCC 11229), Salmonella Enteritidis (ATCC 11076) e Staphylococcus aureus (ATCC 25923). Paralelamente, o teor de polifenóis totais e de antocianinas nos cálices e nos frutos com sementes do hibisco foi determinado. A atividade antimicrobiana do extrato alcoólico de cálices, em ambos os acessos, apresentou diferença positiva significativa quando relacionada ao extrato alcoólico dos frutos com sementes. Salmonella Enteritidis foi a bactéria mais sensível ao extrato alcoólico de cálices do hibisco enquanto a mais resistente foi Staphylococcus aureus, independente da variável acesso, considerando somente a estrutura vegetal. Em relação ao extrato alcoólico dos frutos com sementes, Escherichia coli demonstrou a maior sensibilidade e Staphylococcus aureus a maior resistência. Os valores de polifenóis totais e de antocianinas do extrato alcoólico de cálices apresentaram diferença significativa entre si e foram superiores ao extrato alcoólico dos frutos com sementes. Possivelmente existe uma relação direta entre a concentração de antocianina e a atividade antibacteriana em diferentes estruturas vegetais do hibisco. / The hibiscus (Hibiscus sabdariffa L.) has antioxidant and antimicrobial properties and it is utilized as functional food and medicinal plant in tropical countries. Through of Dilution Testing in Multiple Tubes System, it were determined the intensity of bacterial inhibition activity (IINIB/ Bacteriostasy) and the intensity of bacterial inactivation activity (IINAB/ Bactericidie) of alcoholic extracts of two accesses of hibiscus, known as: Palmares do Sul/RS and Porto Alegre/RS on standardized inoculum of Enterococcus faecalis (ATCC 19433), Escherichia coli (ATCC 11229), Salmonella Enteritidis (ATCC 11076) and Staphylococcus aureus (ATCC 25923). At the same time, the total content of polyphenols and anthocyanins in the calyxes and fruits with seeds hibiscus was determined. The antimicrobial activity of alcoholic extract of the calyxes in both accesses showed a significant positive difference when related to the alcoholic extract of the fruits with seeds. Salmonella enteritidis was the most sensitive bacteria to the alcoholic extract of calyxes of the hibiscus while the most resistant was Staphylococcus aureus, independent of the variable access, considering only the plant structure. In relation to the alcoholic extract of the fruits with seeds, Escherichia coli showed the highest sensitivity and Staphylococcus aureus the highest resistence. Total polyphenols and anthocyanins of alcoholic extract of calyxes‟s values showed a significant difference and they were superior to alcohol extract of fruits with seeds. Possibly there is a direct relationship between the concentration of anthocyanin and antibacterial activity in different structures of the hibiscus plant.

Avaliou-se a atividade conservante do Borato de Sódio para amostras de tecidos com lesão tuberculosa. Inicialmente, foi feito um teste de inoculação experimental em hamsters. A partir dos resultados observados neste estudo, foram selecionadas as variáveis para a segunda etapa do experimento, com lesões de abatedouro de bovinos. Noventa hamsters foram inoculados experimentalmente com Mycobacterium bovis e foram eutanasiados 40 dias após a inoculação, quando foi feita a colheita dos baços. Esses órgãos foram, individualmente, armazenados em solução saturada de Borato de Sódio, em quatro períodos de armazenamento distintos (30, 60, 90 e 120 dias após a eutanásia), em duas temperaturas (27ºC e 37ºC), exceto o grupo controle processado no dia da eutanasia. Na segunda etapa do experimento, 69 lesões de órgãos de bovinos foram colhidas de um abatedouro e armazenadas em solução de borato de sódio em três períodos de armazenamento distintos (30, 60 e 90 dias após a colheita), na temperatura de 27ºC, exceto o grupo controle, processado no dia de entrada no laboratório. As análises dos dois experimentos foram feitas separadamente e mostraram-se concordantes. Em relação aos períodos de armazenamento dos órgãos em Borato de Sódio foram consideradas duas variáveis, a proporção de isolados de micobactérias a partir dos órgãos e o número de U.F.C. de micobactérias desses mesmos órgãos. Com base nos resultados observados em ambos os testes, concluiu-se que o armazenamento de tecidos com lesões tuberculosas em solução de Borato de Sódio pode ser feito por até 30 dias em altas temperaturas, 27ºC a 37ºC. Além disso, observou-se que conforme a temperatura ambiente aumenta, diminui a sensibilidade do isolamento de M. bovis a partir de amostras armazenadas em solução saturada de Borato de Sódio. / The preservative activity of Sodium Tetraborate was evaluated for tissues with tuberculous lesion. Initially, an experimental infection essay was performed in hamsters. Based on the results observed in this essay, the variables for the second experiment, involving samples from a slaughterhouse, were selected. The 90 animals were euthanized 40 days after inoculation when the spleens were colected. These organs were individually stored in saturated Sodium Tetraborate solution, in four distincts storage periods (30, 60, 90 and 120 days after the euthanasia), in two temperatures (27º and 37ºC), except for the control group processed on the euthanasia day. On the second part of the experiment, sixty nine samples of bovine organs with tuberculous lesions were collected from a slaughterhouse. The samples were stored in saturated Sodium Tetraborate solution, in three distincts storage periods (30, 60 and 90 days after collection), at the temperature of 27ºC, except for the control group processed on the day of entry in the laboratory. The analysis of both experiments were done separately and were concordant. In relation to the storage periods of the organs in Sodium Tetraborate solution, two variables were considered, the proportion of mycobacterial isolates from the organs and the number of mycobacterial C.F.U from the same organs. Based on the results observed on both essays, it was concluded that tissues with tuberculous lesions can be stored in Sodium Tetraborate solution up to 30 days in high temperatures, 27ºC a 37ºC. Furthermore, it was observed that as the environmental temperature increases the M. bovis isolation sensibility from the samples stored in Sodium Tetraborate decreases.

The aim of this thesis was to study the technological possibilities of producing biopreservatives for meat products using the by-products obtained from the fermentation process of two strains of lactic acid bacteria, Lactobacillus plantarum and Pediococcus pentosaceus. Both are part of the collection of starter cultures of the collaborating company of this project, and are marketed for this purpose. In the first part of this project, the conditions of industrial production of starter cultures were studied to determine the growth curves in a reference culture medium (MRS) and in experimental media. Whereas the highest counts and increased production of acids were obtained in MRS, this medium was selected to be used in the next phases of the project. Next, different techniques for microbiological stabilization of the exhausted culture broths were tested, so that the antimicrobial effect would depended only on the metabolites produced by the microorganisms studied. To determine the effect of the stabilization process on the antimicrobial properties of the stabilized broths, in vitro tests were performed against Listeria innocua. It was observed that pasteurization (P) and filtration (F) kept the antimicrobial properties of broths, unlike partial purification (PP), through which the antimicrobial activity was completely lost. Finally filtration (F) was selected since this procedure would recover viable microorganisms (for producing starter cultures) while it is obtained an stabilized broth with its antimicrobial metabolites. Considering the antimicrobial effect observed, it was studied the production of organic acids and the presence of other antimicrobial substances, such as hydrogen peroxide or bacteriocins. Both could not be detected in the fermentation broths, so that in the conditions studied, the antimicrobial effect is attributed only to the presence of organic acids. To characterize the antimicrobial capacity it was determined the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum lethal concentration (CML). Comparing the antimicrobial effect of fermentation broths of 24 hours of both microorganisms on L. innocua. As stated above, this project aims to develop a biopreservative that could be conveniently incorporated in a meat product. For this purpose, two drying techniques of the cell-free broths were compared: spray drying and lyophilization. Two support substances were tested, dextrin or maltodextrin. The powdered biopreservatives showed lower antimicrobial effect in vitro (on L. innocua, L. monocytogenes and E. coli O157: H7) than broths, which was attributed to the presence of the support. The product obtained from L. plantarum showed the greatest antimicrobial capacity based on MIC and CML, in accordance to the increased acid production observed in fermentation broths before the drying process. Finally, after characterizing the antimicrobial activity of powdered products, the antimicrobial effect on the native flora of meat products was studied. In the case of the powdered product obtained for L. plantarum (L-24FR), this study was performed in raw minced pork, showing a significant inhibitory effect especially over enterobacteria. In the case of the product obtained from P. pentosaceus (P-24FR,) a similar study was conducted but utilizing raw minced chicken. In this case it was also analyzed the use of the biopreservative along with modified atmosphere packaging (MAP) (22% O2, 30% CO2 and 48% N2). It was observed a synergistic effect of the biopreservative and MAP, with a significant reduction of Brochothrix thermosphacta and pseudomonas counts. The results of this thesis show the possibility of producing biopreservatives from L. plantarum and P. pentosaceus starter cultures from the collaborating company, although it should be considered the specific characteristics of the meat product and the doses required to achieve the desired extension of shelf life without altering its physicochemical and sensory properties. / El objetivo de esta tesis fue estudiar las posibilidades tecnológicas de producir bioconservantes para productos cárnicos a partir de los subproductos del proceso de fermentación de dos cepas de bacterias ácido-lácticas, Lactobacillus plantarum y Pediococcus pentosaceus. Ambas son parte de la colección de cultivos starter de la empresa colaboradora del proyecto, y son comercializadas con este fin. Se estudiaron las condiciones de producción industrial de los cultivos iniciadores para determinar las curvas de crecimiento de los mismos en un medio de cultivo de referencia (MRS) y en medios experimentales. Considerando que los recuentos más altos y la mayor producción de ácidos se obtuvieron con MRS, se seleccionó este medio para desarrollar las siguientes fases del proyecto. Luego, se estudiaron técnicas para la estabilización microbiológica de los caldos de fermentación de manera que el efecto antimicrobiano dependiese únicamente de los metabolitos producidos al inactivarse los microorganismos vivos. Dichas técnicas fueron la pasteurización, la purificación parcial y la filtración. Se observó que la pasteurización (P) y la filtración mantenían las propiedades antimicrobianas del caldo, a diferencia de la purificación parcial (PP), con la cual se perdía el poder antimicrobiano. Se seleccionó la Filtración (F) dado que permitiría recuperar los microorganismos viables (para producir cultivos starter) mientras se obtiene un caldo estabilizado con los metabolitos antimicrobianos. Se caracterizó la producción de ácidos orgánicos y la presencia de otras sustancias antimicrobianas, como el peróxido de hidrógeno o las bacteriocinas. Ambas no se detectaron en los caldos de fermentación, de modo que en las condiciones estudiadas, el efecto antimicrobiano se debe a la presencia de ácidos orgánicos. Para caracterizar la capacidad antimicrobiana se determinó la concentración mínima inhibitoria (CMI) y la concentración mínima letal (CML). Se observó que la CMI y la CML fueron inferiores para el caldo de L. plantarum (L-24F) en comparación con los de P. pentosaceus (P-24F), lo cual se relaciona a una mayor producción de ácidos del primero. Como se ha comentado anteriormente, este proyecto tiene como finalidad elaborar un producto bioconservante que pudiera ser incorporado de forma conveniente en un producto cárnico. Para ello, se obtuvieron productos en polvo a partir del extracto libre de células empleando las técnicas de secado por atomización y liofilización. Se testaron como soportes dextrina o maltodextrina. Los bioconservantes mostraron un efecto antimicrobiano in vitro (sobre L. innocua, L. monocytogenes y E. coli O157:H7) inferior al de los caldos, lo cual se atribuyó a la presencia del soporte. El producto obtenido a partir de L. plantarum fue el que mostró un poder antimicrobiano mayor en base a la CMI y CML, en concordancia con la mayor producción de ácidos, observada en las caldos de fermentación antes del proceso de secado. Por último, se estudió el efecto antimicrobiano de los mismos sobre la flora autóctona de productos cárnicos. En el caso de L-24F los ensayos se realizaron en carne picada de cerdo, observándose un efecto inhibitorio importante especialmente sobre las enterobacterias. En el caso de P-24F se realizó un estudio similar pero en carne picada de pollo, analizándose además la aplicación del bioconservante en conjunto con el envasado en atmósfera modificada (MAP) (22% O2, 30% CO2, y 48% N2). Se observó un efecto sinérgico del bioconservante y MAP, con una reducción importante del crecimiento de pseudomonas y Brochothrix thermosphacta. Los resultados de esta tesis demuestran la posibilidad de producir bioconservantes a partir de los cultivos starter L. plantarum y P. pentosaceus de la empresa colaboradora, aunque debe considerarse las características del producto cárnico y las dosis requeridas para lograr la extensión deseada de la vida útil del / L'objectiu d'esta tesi va ser estudiar les possibilitats tecnològiques de produir bioconservants per a productes càrnics a partir dels subproductes del procés de fermentació de dos ceps de bacteris àcid-làctiques, Lactobacillus plantarum i Pediococcus pentosaceus. Ambdós són part de la col·lecció de cultius estàrter de l'empresa col·laboradora del projecte i són comercialitzades amb este fi. Es van estudiar les condicions de producció industrial dels cultius iniciadors per a determinar les corbes de creixement dels mateixos en un mitjà de cultiu de referència (MRS) i en mitjans experimentals. Considerant que els recomptes més alts i la major producció d'àcids (major descens de pH) es van obtindre amb MRS, es va seleccionar este mig per a desenrotllar les següents fases del projecte. A continuació, es van estudiar tècniques per a l'estabilització microbiològica dels caldos de manera que l'efecte antimicrobià depenguera únicament dels metabòlits produïts a l'inactivar-se els microorganismes vius. Dites tècniques van ser la pasteurització, la purificació parcial i la filtració. Així, es va observar que la Pasteurització (P) i la Filtració (F) mantenien les propietats antimicrobianes del caldo, a diferència de la purificació parcial (PP), a través de la qual es perdia el poder antimicrobià. Es va seleccionar la Filtració atès que és un procediment que permetria recuperar els microorganismes viables (per a la producció de cultius estàrter) mentres s'obté un caldo estabilitzat amb els metabòlits antimicrobians. Es va caracteritzar la producció d'àcids orgànics i la presència d'altres substàncies antimicrobianes, com el peròxid d'hidrogen o les bacteriocines. Ambdós no van poder ser detectades en els caldos de fermentació, de manera que l'efecte antimicrobià s'atribuïx exclusivament a la presència d'àcids orgànics. Per a caracteritzar la capacitat antimicrobiana es va determinar la concentració mínima inhibitòria (CMI) i la concentració mínima letal (CML). Es va observar que la CMI i la CML van ser inferiors per al caldo de L. plantarum (L-24F) en comparació amb els de P. pentosaceus (P-24F), la qual cosa es relaciona a una major producció d'àcids del primer. Com s'ha comentat anteriorment, este projecte té com a finalitat elaborar un producte bioconservant que poguera ser incorporat de forma convenient en un producte càrnic. Per a això, es van obtindre productes en pols a partir de l'extracte lliure de cèl·lules emprant les tècniques d'assecat per atomització i liofilització. Es van testar com a suports dextrina o maltodextrina. Els bioconservants van mostrar un efecte antimicrobià in vitro (sobre L. innòcua, L. monocytogenes i E. coli O157:H7) inferior al dels caldos, la qual cosa es va atribuir a la presència del suport. El producte obtingut a partir de L. plantarum va ser el que va mostrar un poder antimicrobià major basant-se en la CMI i CML, en concordança amb una major producció d'àcids, observada en les caldos de fermentació abans del procés d'assecat. Finalment, es va estudiar l'efecte antimicrobià dels mateixos sobre la flora autòctona de productes càrnics. En el cas de L-24F els assajos es van realitzar en carn picada de porc, observant-se un efecte inhibitori important especialment sobre les enterobacteries. En el cas de P-24F es va realitzar un estudi semblant però en carn picada de pollastre, analitzant-se a més l'aplicació amb del bioconservant en conjunt amb l'envasament en MAP (22% O2, 30% CO2, i 48% N2). Es va observar un efecte sinèrgic del bioconservant i MAP, amb una reducció important del creixement de pseudomones i Brochothrix thermosphacta. Els resultats d'esta tesi demostren la possibilitat de produir bioconservants a partir dels cultius estàrter L. plantarum i P. pentosaceus, encara que han de considerar-se les característiques del producte càrnic i les dosis requerides per a aconseguir l'extensió desitjada de la / De Jesus De Barros, CA. (2016). PRODUCCIÓN Y RECUPERACIÓN DE SUSTANCIAS BIOCONSERVANTES A PARTIR DE CULTIVOS INICIADORES DE PRODUCTOS CÁRNICOS-CURADOS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/76733 / TESIS

Nisina é um peptídeo antimicrobiano natural produzido por Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454 durante a fase exponencial de crescimento. A bacteriocina é usada como conservante natural de alimentos, uma vez que mostra atividade antimicrobiana contra bactérias Gram-positivas e esporos. Tem potencial aplicação em inúmeros campos (farmacêutico, veterinário e cosméticos). O objetivo deste trabalho foi estudar a cinética de crescimento bacteriano e a produção de nisina em biorreator, utilizando leite desnatado diluído, como um meio de cultura a baixo custo. Também foram avaliados os consumos de açúcar e proteína, formação de ácido lático e adsorção de nisina nas células produtoras durante os processos de produção de nisina. Pré-cultivos com 107 UFC.mL-1 de Lactococcus lactis foram cultivados em biorreator de 2 L contendo 25% de leite desnatado diluído em água (1,5 L, pH 6,7). Os ensaios foram esenvolvidos a 30°C por 52 horas, variando a agitação e aeração: (i) 200 rpm (0,0, 0,5, 1,0 e 2,0 L.min-1) e (ii) 100 rpm (0,0 e 0,5 L.min-1). A atividade de nisina foi avaliada pelo método de difusão em ágar, utilizando Lactobacillus sakei ATCC 15521 como microrganismo sensível à ação de nisina. A melhor concentração de nisina (62,68 mg.L-1 ou 2511,89 AU.mL-1), foi obtida em 16 horas, 200 rpm e sem aeração (kLa = 5,29 x 10-3 h-1). A adsorção de nisina nas células produtoras foram baixas (6,8 - 15,1%), quando comparadas com a atividade do sobrenadante. Estes resultados mostraram que o meio de cultivo composto por leite desnatado diluído favoreceu o crescimento celular e produção associada ao crescimento da nisina. Foram realizados estudos preliminares de liofilização (bioconservação) e purificação por cromatografia da nisina produzida em biorreator. A liofilização apresentou perda da atividade de nisina (24,8%), enquanto a purificação por cromatografia de interação hidrofóbica com resina Butyl-Sepharose, recuperou 40% da atividade da biomolécula, mostrando que ambos os processos poderão ser aplicados à bacteriocina. / Nisin is a natural antimicrobial peptide produced by Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454 during its exponential growth phase. The bacteriocin is used as natural food preservative due to its antimicrobial activity against Gram-positive bacteria and outgrowth of spores. This property allows its application in numerous fields (pharmaceutical, veterinary and cosmetic). The aim of this work was to study the bacterial growth kinetics of L. lactis and respective nisin production in bioreactor, using diluted skimmed milk as an inexpensive medium. During the production, the consumption of sugar and protein, lactic acid formation and nisin adsorption on the producer strain cells were evaluated. Pre-cultivation with 107 UFC.mL-1 of L. lactis were expanded in a 2 L bioreactor containing 25% diluted skimmed milk in water (1.5 L, pH 6.7). The assays were performed at 30°C for 52 hours, varying agitation and airflow rate: (i) 200 rpm (0.0, 0.5, 1.0 and 2.0 L.min-1) and (ii) 100 rpm (0.0, 0.5 L.min-1). Nisin activity was evaluated through diffusion assays using Lactobacillus sakei ATCC 15521 as sensitive strain. The best nisin concentration (62.68 mg.L-1 or 2511.89 AU.mL-1), was achieved at 16 hours, 200 rpm and with no airflow rate (kLa = 5.29 x 10-3 h-1). The quantity of nisin adsorbed by the producer cells were low (6.8 -15.1%) when compared to the quantity released in the supernatant. These results showed that diluted skimmed milk supported cell growth and growth-associated nisin. Preliminary assays of lyophilization (biopreservation) and purification by chromatography of nisin produced in bioreactor were performed. Lyophilization presented a loss of nisin activity (24.8%) while purification by hydrophobic interaction chromatography with Butyl-Sepharose column recovered 40% of the activity, showing that both processes can be applied to the bacteriocin.

Nisina é um peptídeo antimicrobiano natural produzido por Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454 durante a fase exponencial de crescimento. A bacteriocina é usada como conservante natural de alimentos, uma vez que mostra atividade antimicrobiana contra bactérias Gram-positivas e esporos. Tem potencial aplicação em inúmeros campos (farmacêutico, veterinário e cosméticos). O objetivo deste trabalho foi estudar a cinética de crescimento bacteriano e a produção de nisina em biorreator, utilizando leite desnatado diluído, como um meio de cultura a baixo custo. Também foram avaliados os consumos de açúcar e proteína, formação de ácido lático e adsorção de nisina nas células produtoras durante os processos de produção de nisina. Pré-cultivos com 107 UFC.mL-1 de Lactococcus lactis foram cultivados em biorreator de 2 L contendo 25% de leite desnatado diluído em água (1,5 L, pH 6,7). Os ensaios foram esenvolvidos a 30°C por 52 horas, variando a agitação e aeração: (i) 200 rpm (0,0, 0,5, 1,0 e 2,0 L.min-1) e (ii) 100 rpm (0,0 e 0,5 L.min-1). A atividade de nisina foi avaliada pelo método de difusão em ágar, utilizando Lactobacillus sakei ATCC 15521 como microrganismo sensível à ação de nisina. A melhor concentração de nisina (62,68 mg.L-1 ou 2511,89 AU.mL-1), foi obtida em 16 horas, 200 rpm e sem aeração (kLa = 5,29 x 10-3 h-1). A adsorção de nisina nas células produtoras foram baixas (6,8 - 15,1%), quando comparadas com a atividade do sobrenadante. Estes resultados mostraram que o meio de cultivo composto por leite desnatado diluído favoreceu o crescimento celular e produção associada ao crescimento da nisina. Foram realizados estudos preliminares de liofilização (bioconservação) e purificação por cromatografia da nisina produzida em biorreator. A liofilização apresentou perda da atividade de nisina (24,8%), enquanto a purificação por cromatografia de interação hidrofóbica com resina Butyl-Sepharose, recuperou 40% da atividade da biomolécula, mostrando que ambos os processos poderão ser aplicados à bacteriocina. / Nisin is a natural antimicrobial peptide produced by Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454 during its exponential growth phase. The bacteriocin is used as natural food preservative due to its antimicrobial activity against Gram-positive bacteria and outgrowth of spores. This property allows its application in numerous fields (pharmaceutical, veterinary and cosmetic). The aim of this work was to study the bacterial growth kinetics of L. lactis and respective nisin production in bioreactor, using diluted skimmed milk as an inexpensive medium. During the production, the consumption of sugar and protein, lactic acid formation and nisin adsorption on the producer strain cells were evaluated. Pre-cultivation with 107 UFC.mL-1 of L. lactis were expanded in a 2 L bioreactor containing 25% diluted skimmed milk in water (1.5 L, pH 6.7). The assays were performed at 30°C for 52 hours, varying agitation and airflow rate: (i) 200 rpm (0.0, 0.5, 1.0 and 2.0 L.min-1) and (ii) 100 rpm (0.0, 0.5 L.min-1). Nisin activity was evaluated through diffusion assays using Lactobacillus sakei ATCC 15521 as sensitive strain. The best nisin concentration (62.68 mg.L-1 or 2511.89 AU.mL-1), was achieved at 16 hours, 200 rpm and with no airflow rate (kLa = 5.29 x 10-3 h-1). The quantity of nisin adsorbed by the producer cells were low (6.8 -15.1%) when compared to the quantity released in the supernatant. These results showed that diluted skimmed milk supported cell growth and growth-associated nisin. Preliminary assays of lyophilization (biopreservation) and purification by chromatography of nisin produced in bioreactor were performed. Lyophilization presented a loss of nisin activity (24.8%) while purification by hydrophobic interaction chromatography with Butyl-Sepharose column recovered 40% of the activity, showing that both processes can be applied to the bacteriocin.

Os peitos de galinhas matrizes pesadas de corte, poedeiras comerciais brancas e frangos foram desossados manualmente, com o objetivo de avaliar e comparar as propriedades tecnológicas - capacidade de retenção de água e de emulsificação - bem como pH e composição centesimal, além de elaborar e avaliar sensorialmente um produto reestruturado empanado, tipo nugget. Os resultados das análises indicaram que não houve diferença significativa entre as carnes analisadas, nem entre produtos processados, implicando utilização regular desse tipo de matéria-prima na indústria de alimentos. O restante das carcaças das galinhas foi utilizado para extração de carne mecanicamente separada (CMS) para avaliação da estabilidade microbiológica. As CMSs foram submetidas a dois tratamentos: I) com 150ppm de nitrito, embaladas em saco de polietileno; e II) com 150ppm de nitrito e 500ppm de eritorbato, embaladas em saco de polietileno. Como controle, as amostras de CMS foram apenas acondicionadas em sacos de polietileno. Todas as embalagens foram estocadas e congeladas a -18ºC por 99 dias. Os resultados da análise de caracterização microbiológica indicaram que tanto as amostras de CMS de galinha matriz quanto de galinha poedeira atenderam os padrões de contagem requeridos pela legislação Brasileira. A avaliação da estabilidade microbiológica das CMSs no primeiro e no último dia para mesófilos, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens e Pseudomonas, bem como as análises quinzenais de microrganismos psicrotróficos, indicaram que não houve uma redução significativa nas contagens, independentemente do tratamento aplicado. Não foi detectada Salmonella em nenhuma das amostras analisadas. Tais resultados apontaram o tempo de estocagem como o principal fator na redução da carga bacteriana. / The breasts of heavy fowls, white commercial egg-layers and chickens were manually deboned in order to evaluate and compare technological properties—water hold and emulsifying capacity—and pH and centesimal composition, as well as to prepare and assess a restructured coated product. The results of the analyses indicated that there was not a significant difference between the meats analyzed, nor among the processed products, implying the regular use of such meat in the food industry. The remaining parts of the hens’ carcasses were mechanically deboned for the evaluation of microbiological stability. The mechanically deboned meat (MDM) was submitted to two treatments: I) 150ppm of nitrite, packed in polyethylene bags; II) 150ppm of nitrite and 500ppm of erythorbate, packed in polyethylene bags. The control meats were just packed in polyethylene bags. All samples were frozen-stored at -18ºC for 99 days. The results of microbiological characterization indicated that both samples from heavy fowls and egg-layers were in accordance with the Brazilian legislation. MDM microbiological stability evaluation on the first and last days for fecal coliforms, mesophiles, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens and Pseudomonas, as well as the analyses carried out every fifteen days for psychrotrophics bacteria indicated that there was not a significant reduction in the presence of the above, irrespective of the treatment applied. Salmonella was not detected in any of the samples. Such results indicated that freezing storage period was the main factor responsible for the reduction of the bacterial count in MDM.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2018-08-13T19:13:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_garcia_marcelle_oliveira.pdf: 1055386 bytes, checksum: 1f647fb5a10c4cf0687a2319f62ebb9b (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-08-16T19:38:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_garcia_marcelle_oliveira.pdf: 1055386 bytes, checksum: 1f647fb5a10c4cf0687a2319f62ebb9b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-16T19:38:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_garcia_marcelle_oliveira.pdf: 1055386 bytes, checksum: 1f647fb5a10c4cf0687a2319f62ebb9b (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / As doenças transmitidas por alimentos são um grande problema de saúde pública. Nos últimos anos, estudos têm sido realizados com frutas nativas do Brasil e direcionados à descoberta de novos agentes antimicrobianos, provenientes de plantas, para que possam ser utilizados como antimicrobianos naturais por apresentarem compostos bioativos na sua composição. O objetivo deste estudo foi caracterizar quimicamente, avaliar e comparar a atividade antimicrobiana de óleos essenciais e extratos metanólicos de Psidium cattleianum S. (araçá) e Eugenia uniflora L. (pitanga) contra cepas padrão e isolados provenientes de alimentos cárneos de Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella spp. e Listeria monocytogenes. Através da cromatografia gasosa acoplada a espectrofotometria realizada para os óleos essenciais foi identificado 21 compostos para P. cattleianum S., sendo o beta-cariofileno (20,40%) o principal e 14 constituintes para E. uniflora L. com o elixeno (24,47%) como majoritário. Já na caracterização química dos extratos utilizando cromatografia por HPLC-UV encontraram como ácidos fenólicos 2,95mg.g- 1 de ácido gálico (E. uniflora L.) e 2,08mg.g-1 de ácido cafeico (P. cattleianum S.). Na determinação de compostos fenólicos totais, os resultados mostraram 1,72mg.g-1 de fenóis totais para o extrato de E. uniflora L. e 7,1mg.g-1 para P. cattleianum S.. A análise do perfil de sensibilidade das cepas e isolados mostrou que os isolados e cepa padrão de Salmonella apresentaram 100% de sensibilidade a pelo menos 4 antimicrobianos (estreptomicina, gentamicina, norfloxacina e levofloxacina), os isolados e a cepa padrão de S. aureus apresentaram 100% de sensibilidade frente a norfloxacina, ciprofloxacina e gentamicina; a cepa padrão e os isolados de E. coli foram sensíveis a onze dos dezesseis antimicrobianos avaliados; e a cepa e os isolados de Listeria apresentaram 100% de sensibilidade a cloranfenicol, gentamicina, trimetoprima e levofloxacina. Foram realizadas análises microbiológicas: potencial antimicrobiano, concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida mínima (CBM), sendo que nos testes o óleo essencial de E. uniflora L. foi utilizado em concentrações variando entre 270mg.mL-1 a 1,6mg.mL- 1, P. cattleianum entre 291,3mg.mL-1 a 1,7mg.mL-1. Já para os extratos, o extrato metanólico de E. uniflora L. variando entre 251,7mg.mL-1 a 1,5mg.mL-1 e o de P. cattleianum S. entre 244,4mg.mL-1 a 1,4mg.mL-1. Os resultados mostraram que as concentrações de CIM de 107,8mg.mL-1 para o extrato de E. uniflora L., de 244,4mg.mL-1 para o extrato de P. cattleianum S., 291,3 mg.mL-1 para o óleo essencial de P. cattleianum S. e 54 mg.mL-1 para o óleo de E. uniflora L. foram as concentrações que garantiram a inibição de todos os micro-organismos testados. O óleo essencial de E. uniflora L. foi o mais eficaz para inibir o crescimento de bactérias de importância alimentar, pois apresentou a concentração de 54mg.mL-1 como a menor concentração suficiente para inibir todas as bactérias testadas e 270mg.mL-1 para eliminá-las / Foodborne diseases are a major public health problem. In the last years, studies have been carried out with Brazilian native fruits and directed to the discovery of new antimicrobial agents from plants, so that they can be used as natural antimicrobials because they present bioactive compounds in their composition. The objective of this study was to characterize chemically, evaluate and compare the antimicrobial activity of essential oils and methanolic extracts of Psidium cattleianum S. (araçá) and Eugenia uniflora L. (pitanga) against standard strains and isolated strains of Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella spp. and Listeria monocytogenes. Gas chromatography coupled to spectrophotometry was performed for the essential oils 21 compounds were identified for P. cattleianum S., with betacaryophyllene (20,40%) being the main constituent and 14 constituents for E. uniflora L., with elixene (24,47%) as the majority. In the chemical characterization of the extracts using HPLC-UV chromatography, were found as phenolic acids, 2.95 mg.g-1 of gallic acid (E. uniflora L.) and 2.08 mg.g-1 of caffeic acid (P. cattleianum S.). In the determination of total phenolic compounds, the results showed 1.72mg.g-1 of total phenols for the extract of E. uniflora L. and 7.1mg.g-1 for P. cattleianum S.. Analysis of the sensitivity profile of strains and isolates showed that the isolates and standard strain of Salmonella showed 100% sensitivity to at least 4 antimicrobials (streptomycin, gentamicin, norfloxacin and levofloxacin), the isolates and the standard strain of S. aureus presented 100% sensitivity to norfloxacin, ciprofloxacin and gentamicin; the standard strain and E. coli isolates were sensitive to eleven of the sixteen antimicrobials evaluated; and the strain and Listeria isolates showed 100% sensitivity to chloramphenicol, gentamicin, trimethoprim and levofloxacin. Microbiological analyzes were performed: antimicrobial potential, minimum inhibitory concentration (MIC) and minimal bactericidal concentration (MBC), and in the tests the essential oil of E. uniflora L. was used in concentrations varying between 270mg.mL-1 to 1.6mg.mL -1, P. cattleianum S. from 291.3mg.mL-1 to 1.7mg.mL-1. For the extracts, the methanolic extract of E. uniflora L. ranging from 251.7mg.mL-1 to 1.5mg.mL-1 and P. cattleianum S. from 244.4mg.mL-1 to 1, 4mg.mL-1. The results showed that MIC concentrations of 107.8mg.mL-1 for the extract of E. uniflora L., 244.4mg.mL-1 for extract of P. cattleianum S., 291.3mg.mL-1 for P. cattleianum S. essential oil and 54mg.mL-1 for E. uniflora L. oil were the concentrations that ensured the inhibition of all tested microorganisms. The essential oil of E. uniflora L. was the most effective to inhibit the growth of food-grade bacteria, as it presented the concentration of 54mg.mL-1 as the lowest concentration sufficient to inhibit all the bacteria tested and 270mg.mL-1 to eliminate them.

Os peitos de galinhas matrizes pesadas de corte, poedeiras comerciais brancas e frangos foram desossados manualmente, com o objetivo de avaliar e comparar as propriedades tecnológicas – capacidade de retenção de água e de emulsificação – bem como pH e composição centesimal, além de elaborar e avaliar sensorialmente um produto reestruturado empanado, tipo nugget. Os resultados das análises indicaram que não houve diferença significativa entre as carnes analisadas, nem entre produtos processados, implicando utilização regular desse tipo de matéria-prima na indústria de alimentos. O restante das carcaças das galinhas foi utilizado para extração de carne mecanicamente separada (CMS) para avaliação da estabilidade microbiológica. As CMSs foram submetidas a dois tratamentos: I) com 150ppm de nitrito, embaladas em saco de polietileno; e II) com 150ppm de nitrito e 500ppm de eritorbato, embaladas em saco de polietileno. Como controle, as amostras de CMS foram apenas acondicionadas em sacos de polietileno. Todas as embalagens foram estocadas e congeladas a –18ºC por 99 dias. Os resultados da análise de caracterização microbiológica indicaram que tanto as amostras de CMS de galinha matriz quanto de galinha poedeira atenderam os padrões de contagem requeridos pela legislação Brasileira. A avaliação da estabilidade microbiológica das CMSs no primeiro e no último dia para mesófilos, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens e Pseudomonas, bem como as análises quinzenais de microrganismos psicrotróficos, indicaram que não houve uma redução significativa nas contagens, independentemente do tratamento aplicado. Não foi detectada Salmonella em nenhuma das amostras analisadas. Tais resultados apontaram o tempo de estocagem como o principal fator na redução da carga bacteriana. / The breasts of heavy fowls, white commercial egg-layers and chickens were manually deboned in order to evaluate and compare technological properties—water hold and emulsifying capacity—and pH and centesimal composition, as well as to prepare and assess a restructured coated product. The results of the analyses indicated that there was not a significant difference between the meats analyzed, nor among the processed products, implying the regular use of such meat in the food industry. The remaining parts of the hens’ carcasses were mechanically deboned for the evaluation of microbiological stability. The mechanically deboned meat (MDM) was submitted to two treatments: I) 150ppm of nitrite, packed in polyethylene bags; II) 150ppm of nitrite and 500ppm of erythorbate, packed in polyethylene bags. The control meats were just packed in polyethylene bags. All samples were frozen-stored at –18ºC for 99 days. The results of microbiological characterization indicated that both samples from heavy fowls and egg-layers were in accordance with the Brazilian legislation. MDM microbiological stability evaluation on the first and last days for fecal coliforms, mesophiles, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens and Pseudomonas, as well as the analyses carried out every fifteen days for psychrotrophics bacteria indicated that there was not a significant reduction in the presence of the above, irrespective of the treatment applied. Salmonella was not detected in any of the samples. Such results indicated that freezing storage period was the main factor responsible for the reduction of the bacterial count in MDM.

Os produtos cosméticos e farmacêuticos contendo componentes de origem natural têm aumentado significativamente nos últimos anos. Com o objetivo de utilizar esses componentes como conservante em formulações cosméticas, determinou-se a atividade antimicrobiana do extrato bruto de folhas de Rubus rosaefolius Sm. e suas frações. Aquele de melhor desempenho foi avaliado quanto à toxicidade in vitro e seu comportamento em formulações cosméticas (creme, gel e xampu), relacionado à estabilidade, eficácia do sistema conservante e compatibilidade epidérmica. A atividade antimicrobiana foi determinada pelo método de microdiluição e a concentração de 0,2% (p/v) do extrato bruto apresentou melhor desempenho. O teste de toxicidade do extrato bruto foi realizado por meio do método colorimétrico Cell Titer 96®, MTS, em cultura de queratinócitos humanos, constatando-se índice de citotoxicidade (IC50) de 1,0 mg/mL. As formulações cosméticas contendo o extrato foram analisadas quanto à estabilidade e as de melhor desempenho foram submetidas ao teste de eficácia do sistema conservante, de acordo com os procedimentos descritos na CTFA. O sistema conservante mostrou-se efetivo frente à Escherichia coli IAL 2393 (ATCC 10536), a Pseudomonas aeruginosa IAL 1874 (ATCC 9027), ao Staphylococcus aureus IAL 1875 (ATCC 6548), a Burkholderia cepacia IAL 1834 ATCC (17759) e a Candida albicans IAL 1611 (ATCC 10231). Avaliouse a compatibilidade epidérmica das formulações em equivalentes dermo-epidérmicos, sistema tridimensional cultivados na superfície ar-líquido. Os resultados mostraram que houve diferenças na compatibilidade epidérmica dependendo das características dos componentes das formulações. Concluiu-se que o extrato bruto de folhas de Rubus rosaefolius Sm. a 0,2% (p/v) pode ser utilizado como candidato a conservante em formulações cosméticas, sendo estável e apresentar compatibilidade epidérmica. / Cosmetic and pharmaceuticals products contained natural compounds have increased in the last few years. To verify the use of these compounds as preservative in formulations, the antimicrobial activity from the raw extract of the Rubus rosaefolius Sm. leaves and its fractions was determined. The toxicity in vitro and the behavior in cosmetic formulations (gel, emulsion and shampoo), regarding to the stability, effectiveness of the preservative system, and epidermal compatibility were evaluated in the extract, which had the best preservative action. The antimicrobial activity was determined by the micro dilution method, and the 0.2% concentration (w/v) of the raw extract had the best performance. The toxicity of the extract was analyzed by Cell Titer 96® colorimetric; MTS method in human keratinocytes culture, and the index of cytotoxicity (IC 50) found was 1.0 mg/mL. The cosmetic formulations with the raw extract were analyzed regarding to the stability and the best formulations were submitted to preservative challenge test, according to CTFA procedures. The preservative system was effective against Escherichia coli IAL 2393 (ATCC 10536), Pseudomonas aeruginosa IAL 1874 (ATCC 9027), Staphylococcus aureus IAL 1875 (ATCC 6548), Burkholderia cepacia IAL 1834 ATCC (17759), and Candida albicans IAL 1611 (ATCC 10231). The epidermal compatibility of the formulations was verified by skin (dermo-epidermal) equivalent, three-dimensional system, cultivated in the air-liquid surface. The results showed there were differences in the epidermal compatibility depended on the ingredient of formulation. In conclusion, the raw extract from the Rubus rosaefolius Sm leaves 0.2% (w/v) can be used as preservative candidate in the cosmetic formulations analyzed due to stability and it presented epidermal compatibility.