O presunto cozido é um dos embutidos cárneos mais consumidos no Brasil, sendo também um dos mais sensíveis à deterioração por bactérias ácido láticas (BAL) e a contaminação por Listeria monocytogenes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antimicrobiana da nisina (Nisaplin®) aplicada em presunto cozido, a fim de controlar L. monocytogenes e BAL. Para tanto, presuntos cozidos foram preparados e fatiados individualmente pelas empresas DuPont e Marsul. No ensaio 1, o presunto foi injetado com salmoura contendo 12,5 mg de nisina por kg (dosagem aprovada no Brasil para queijos fundidos). O potencial bioconservante da nisina foi avaliado contaminando artificialmente as fatias do presunto com um pool composto por 5 cepas de L. monocytogenes. Os resultados do ensaio 1 demonstraram que o tratamento com nisina não teve efeito significativo sobre a população de L. monocytogenes. Já as BAL foram inibidas por 2 dias. No ensaio 2, a adição da nisina na mesma dosagem foi feita no tambleamento, inibindo a população de L. monocytogenes por 6 dias e BAL por 10 dias Em vista dos resultados obtidos nos 2 primeiros ensaios foi determinada a concentração mínima bactericida (CMB) do pool e dos isolados de L. monocytogenes, a fim de verificar a sensibilidade das cepas individualmente e em conjunto e o efeito da nisina sem a matriz cárnea. Além disso, também foi avaliado o efeito sinérgico ou antagônico da salmoura sobre a ação bactericida da nisina. Pôde-se constatar que as diferentes cepas de L. monocytogenes demonstraram perfis de sensibilidade diferentes e que o pool de cepas foi menos sensível ao efeito da nisina. Os resultados obtidos conduziram a avaliação de dosagem maior de nisina no presunto cozido. No ensaio 3, 32 mg/kg de nisina foram adicionadas a salmoura do presunto cozido e testados contra o pool de L. monocytogenes e a cepa ATCC 7644, separadamente. Os resultados demonstraram que a nova dosagem de nisina inibiu significativamente a multiplicação do pool de L. monocytogenes e da cepa ATCC 7644, durante 10 dias, sugerindo ser uma barreira efetiva no controle de L. monocytogenes em presunto cozido. / Precooked ham is one of the most consumed meats in Brazil. It is also one of the most sensitive to spoilage by lactic acid bacteria (LAB) and contamination by Listeria monocytogenes. The objective of this study is to evaluate the antimicrobial activity of Nisin (Nisaplin®) when applied to precooked ham, in order to control the growth of L. monocytogenes and LAB. For the purposes of this study, the precooked ham prepared and sliced individually by the DuPont and Marsul company was used. For trial 1, brine containing 12.5 mg of nisin was injected per kg of ham (dosage approved in Brazil for processed cheese). The biopreservative potential of nisin was evaluated by artificially contaminating slices of control and test ham with a pool of 5 different strains of L. monocytogenes. The results of this first trial showed that treatment with this amount of nisin had no significant effect on the growth of the L. monocytogenes population. However, the LAB population was indeed inhibited by 2 days. In trial number 2, the addition of nisin to the same amount of precooked ham by tumbling inhibited the growth of the L. monocytogenes population by 6 days and of the LAB population by 10 days. In light of the results obtained in these first 2 trials, the minimum bactericidal concentration (MBC) pool and L. monocytogenes isolates were determined in order to verify the sensitivity of the strains individually and together as well as the effects of nisin without the meat matrix Additionally, the synergistic or antagonistic effects of brine on the antimicrobial properties of nisin were also evaluated. Results suggest that different strains of L. monocytogenes have different sensitivity profiles and that the pool of strains was less sensitive to the effects of the nisin. These results prompted an increase in the dosage of nisin added to the precooked ham in trial number 3. In this trial, 32mg/kg of nisin was added to the brine of the precooked ham and tested against the L. monocytogenes pool and ATCC 7644 strain, separately. Results demonstrated that this increase in amount of nisin significantly reduced the growth of the L. monocytogenes pool and of the ATCC strain for 10 days. This suggests that nisin can be an effective barrier against the growth of L. monocytogenes in precooked ham.

Les endospores bactériennes sont l’une des formes les plus résistantes du vivant. Leur capacité à survivre aux traitements de décontamination et leur potentielle pathogénicité pose de réels problèmes aux industriels de l’agroalimentaire. L’usage de conservateurs ou de traitements thermiques reste aujourd’hui la seule solution pour empêcher leur développement dans les aliments. Cependant, les impacts négatifs de ces deux procédés sur les qualités nutritionnelles et la santé du consommateur poussent les industriels à se tourner vers des méthodes de décontamination alternatives.Le procédé de traitement par hautes pressions hydrostatiques (HP) est l’un des nouveaux procédés de décontamination athermique le plus rependu pour la pasteurisation des aliments. Cependant, ce procédé n’a que très peu d’effet sur les endospores et doit donc être combiné avec d’autres méthodes de décontamination. L’objectif de cette thèse a été d’évaluer le potentiel de la combinaison du traitement HP avec la biopréservation pour inactiver des spores thermorésistantes et pathogènes. Cette méthode de décontamination douce met en œuvre des bactéries lactiques protectrices ou les molécules antimicrobiennes qu’elles produisent, telles que la nisine. Des méthodes d’investigations globales telles que la microspectroscopie, la spectroscopie infrarouge et le dichroïsme circulaire, il a été démontré que les HP avaient un effet non négligeable sur l’effet antimicrobien de la nisine. En affectant les structures secondaires de cette protéine, la pression induit une diminution non négligeable de son action antimicrobienne. Cependant, présente dans le milieu de recouvrement de spores traitées en pression, la nisine peut induire une inactivation conséquente (>7 log) d’une population de spores thermophiles et pathogènes. Cette sensibilisation des spores à a nisine par les HP est due l’initiation des toutes premières phases de la germination des spores induites par la pression, non détectées par des méthodes d’analyses classiques. Ces résultats apportent ainsi de nouvelles données pour la compréhension de l’effet des HP sur les spores. Ils permettent aussi d’envisager l’utilisation conjointe des HP et de la nisine à l’échelle industrielle. / Bacterial endospores are one of the most resistant life form on earth. Their capacity to survive to decontamination processes and their potential pathogenicity represent a real problem for the food industry. Currently, the only way to prevent their development in foods is the application of thermal treatments or the use of preservatives. However, these two methods have negative impacts on the nutritional properties of foods and on the consumers’ health. High hydrostatic pressure (HP) is a non-thermal process widely used for commercial pasteurization of foods. However, this process has a very low effect on spores and has therefore to be combined with other decontamination processes to enhance its effectiveness. The objective of this work was to evaluate the potential of the use of biopreservation as an additional hurdle for the inactivation of thermoresistant and pathogenic foodborne spores by HP. Biopreservation is a gentle decontamination process involving protective culture or the antimicrobial agents they produce, like nisin. Thanks to global investigation methods such as microspectroscopy, infrared spectroscopy or circular dichroism, this study showed that HP treatment could affect the antimicrobial properties of nisin. By affecting the secondary structures of this protein, HP can induce a drastic drop in its antimicrobial activity. However when added in the recovery medium of HP-treated spores, nisin can induce their synergistic inactivation (> 7log). This HP-sensitization of spore to nisin is due to the induction of the very first steps of the germination process, usually not detected by the current methods of germination analysis. These results bring knew knowledges about the underlying mechanisms of spores germination under HP and gives new perspectives for the combined used of HP and nisin at the industrial scale.

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.

Pediocinas são moléculas catiônicas, pequenas, organizadas em porção N-terminal hidrofílica- YGNGV e porção C-terminal anfifílica variável. A termoestabilidade e ação antimicrobiana agregam características importantes a essas bacteriocinas da classe IIa. Por meio da biopreservação alimentar, a atividade anti-listeria tornou-se uma particularidade dessas biomoléculas. Dentre as bactérias ácido láticas (BALs) encontram-se diferentes cepas bioprodutoras de pediocinas com importantes propriedades biotecnológicas. O gênero de Pediococcus spp.define-se por cocos rearranjados em tétrades, catalase negativa e anaeróbios facultativos. Pediococcus pentosaceus e Pediococcus acidilactici são as principais espécies empregadas na otimização da biosíntese de pediocinas. Alguns estudos desenvolvem-se com isolados bacterianos provenientes de múltiplos nichos biológicos e promovem sistemas heterogênios para conduzir os processos fermentativos. O atual estudo reune as informações significantes a respeito de cultivo, modo de ação, variedade de micro-organismos produtores do gênero Pediococcus spp. e aplicações biotecnológicas, ênfase nas alimentares para melhor compreensão do tema proposto. / Pediocins are cationic molecules, small, arranged in a hydrophilic N-terminal portion - YGNGV - and an amphiphilic C-terminal variable portion. The thermal stability and antimicrobial effect add important features to these bacteriocins of class IIa. Through food biopreservation, anti-listeria activity became a peculiarity of these biomolecules. Among the lactic-acid bacteria (LAB), are different pediocin bioproducer strains with important biotechnological properties. Pediococcus spp. are characterized by coccus shaped bacteria arranged in tetrads, Gram-positive, non-motile, non-spore forming, catalase negative and facultative anaerobes. Pediococcus pentosaceus and Pediococcus acidilactici are the main species used in the optimization of the pediocins biosynthesis. Some studies have been developed with bacteria isolates from multiple biological niches and promote heterogeneous systems to conduct fermentation processes. This review joins the most significant information about cultivation, mode of action, variability of bacteriocin producer microorganisms from Pediococcus spp. and the biotechnological application of these bacteriocins, with emphasis on food products.

As bactérias ácido-láticas (BAL) são micro-organismos que auxiliam nas características organolépticas, funcionais e de bioconservação de produtos fermentados. A utilização do soro de leite como meio de cultivo natural enaltece o conceito da produção de biomoléculas de alto valor agregado, como bacteriocinas, já que é um subproduto gerado por indústrias de laticínios e considerado um agente poluidor. A inulina é um ingrediente prebiótico que promove seletivamente o crescimento de culturas probióticas. Nesse âmbito, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da composição da cultura de Lactococcus lactis (LL) em cocultura com Streptococcus thermophilus (ST) e da suplementação da base de soro de leite com inulina: (i) nos parâmetros cinéticos de acidificacão, (ii) no crescimento celular, (iii) na viscosidade do produto e (iv) na atividade antimicrobiana da nisina. A fermentação do soro de leite com Lactococcus lactis em cocultura com Streptococcus thermophilus proporcionou a maior taxa de acidificação (Vmax=7,93x10-3 upH/min), assim como apresentou o menor tempo para atingir a velocidade máxima de acidificação (Tvmax=1,13 h). A adição de 2% de inulina ao soro de leite fermentado pela cocultura binária fez com que o tempo para completar o cultivo fosse o mais curto (TpH4,5=4,43 h) quando comparado aos demais ensaios. Quanto ao crescimento celular, pode-se observar que a inulina não afetou significativamente a contagem microbiológica, quando as cepas ST e LL foram utilizadas separadamente no processo fermentativo. Em particular, a adição de 4% de inulina reduziu em 1,2 LogUFC/mL e 0,92 LogUFC/mL a contagem de ST e LL (em monocultura), respectivamente. Por outro lado, em coculturas binárias (ST-LL), percebeu-se ganho na contagem microbiológica nos ensaios que receberam suplementação do ingrediente prebiótico, ou seja, quando adicionados 2% e 4% de inulina, houve aumento de 1 LogUFC/mL e de 1,34 LogUFC/mL na contagem de ST, respectivamente. No caso da cepa LL em cocultura com ST, a suplementação de 2% e 4% do prebiótico aumentou em 0,31 LogUFC/mL e 0,75 LogUFC/mL, respectivamente. A concentração de ácido lático também foi mais elevada nos cultivos realizados com a cocultura binária, sendo 4,56 g/L (na ausência de inulina), 5,28 g/L (com adição de 2% de inulina) e 5,71 g/L (com suplementação de 4% de inulina). A viscosidade foi influenciada tanto pela adição de inulina como pelo efeito sinérgico da cocultura, sendo que o maior valor (7,38 mPas) foi obtido pela cocultura ST-LL e pela adição de 4% do ingrediente prebiótico. Quanto à produção de nisina, observou-se que, no cultivo em cocultura (ST-LL), a concentração de 2% de inulina aumentou em 102% a atividade antimicrobiana quando comparada com a cultura pura LL. Vale ressaltar que ambas as cepas satisfizeram os requisitos tecnológicos relativos à produção de laticínios funcionais. / Lactic acid bacteria (LAB) are microorganisms that help in the organoleptic and functional characteristics and in the biopreservation of fermented products. The use of milk whey as a culture medium extols the concept of the production of high value-added biomolecules, such as bacteriocins, since it is a by-product generated by the dairy industry and considered a pollutant. Inulin is a prebiotic ingredient that promotes selectively the growth of probiotic cultures. In this context, the aim of this study was to evaluate the effect of culture composition Lactococcus lactis (LL) in co-culture with Streptococcus thermophilus (ST) and the supplementation of milk whey with inulin on: (i) the acidification kinetic parameters, (ii) the cell growth, (iii) the product viscosity, and (iv) the antimicrobial activity of nisin. The fermentation of milk whey by Lactococcus lactis in coculture with Streptococcus thermophilus provided the highest acidification rate (Vmax = 7.93x10-3 upH/min) and the shortest time to reach the maximum acidification rate ( TVmax = 1.13 h). The addition of 2% inulin in the binary coculture binary led to the shorter time to complete the fermentation (TpH4,5 = 4.43) compared to the other tests. With regard to cell growth, it can be observed that the addition of inulin did not affect the microbiological count of pure cultures of ST and LL strains in the fermentation process. In particular, the addition of 4% inulin reduced by 1.2 Log CFU/mL and 0.92 Log CFU/mL the counts of ST and LL (monoculture), respectively. In the other hand, the binary co-cultures cultivations (ST-LL) with the addition of 2% and 4% inulin increased by 1 LogCFU/mL and 1.34 Log CFU/mL in the case of the ST counts and 0.31 log CFU/mL and 0.75 log CFU/mL the counts of LL, respectively. Lactic acid concentration was higher in cultivations carried out by binary cocultures, thus being 4.56 g/L (in the absence of inulin), 5.28 g/L (with addition of 2% inulin) and 5.71g/L (supplemented with 4% inulin). The viscosity was influenced by the addition of prebiotic ingredient and by the synergistic effect of binary coculture, being the highest value (7.38 mPas) obtained by the addition of 4% inulin. Finally, as regards the production of nisin noted that in the binary coculture cultivations (ST-LL), the concentration of 2% inulin increased at 102% the antimicrobial activity when compared to the pure culture LL. It is worth mentioning that both strains met the technological requirements as regards the production of functional dairy products.

No Brasil, o papagaio-verdadeiro (Amazona aestiva) é uma das aves mais procuradas como animal de estimação e comercializadas ilegalmente. Na literatura pouco é descrito sobre a microbiota intestinal de aves silvestres. O trato intestinal das aves é composto por inúmeras e diferentes espécies bacterianas. A grande maioria são bactérias gram-positivas pertencentes ao grupo de bactérias ácido-láticas. Este estudo teve como objetivo isolar e identificar a presença de bactérias dos gêneros Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus, Pediococcus e Lactococcus na microbiota entérica de papagaios Amazona aestiva de vida livre e de cativeiro. Para isto foram coletadas amostras de 26 aves de vida livre e de 26 aves procedentes de dois criadouros comerciais. O Enterococcus foi o gênero que apresentou maior freqüência de isolamentos (100%), seguido dos gêneros Pediococcus (63,46%), Lactobacillus (28,84%), Lactococcus e Bifidobacterium (15,38%). Foram isoladas 12 espécies de Enterococcus, sendo o E. faecium a espécie que apresentou maior ocorrência de isolamento, presente em 63,46% das aves, seguido por E. faecalis isolado em 57,69% das aves, Enterococcus sp. identificado em 46,15% das aves, E. hirae em 30,76% e E. raffinosus em 19,23%. Seis espécies de Pediococcus foram isoladas, sendo que P. pentosaceus foi a mais freqüente e esteve presente em 57,69% das aves. Foram isoladas cinco (5) espécies de Lactococcus, sendo L. lactis subsp. cremoris isolados em 3,84% das aves e Lactococcus sp. em 9,61%. Lactobacillus apresentou uma maior diversidade, com 14 espécies identificadas, sendo as mais freqüentes L. coryniformis subsp. torquens e L. sanfrancisco com 7,69% de aves positivas para cada espécie. Três (3) espécies de Bifidobacterium foram isoladas, sendo B. bifidum identificado em 9,61% das aves. Estudos complementares precisam ser conduzidos para uma melhor compreensão da microbiota intestinal das aves silvestres, assim como analisar as similaridades e diferenças com as aves domésticas, o que permitirá um manejo apropriado e menos empírico desta espécie em cativeiro. / In Brazil, Blue-fronted Parrot (Amazona aestiva) has been widely owned as a pet bird and, therefore, one of the Brazilians birds most frequently traded illegally in the Black Market. There are few reports in the current literature regarding to the microbiota of wild birds. The gastrointestinal tract of these birds has a wide variety of bacterial species; most of them are Gram positive bacteria and belongs to the lactic acid group. The present study has isolated and identified Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus, Pediococcus, and Lactococcus bacterias present in fecal samples of wild and captive Amazona aestiva parrots. Fifty two fecal samples were collected from 26 wild parrots and 26 parrots from commercial breeders. Enterococcus genus was the most frequently isolated (100%), followed by Pediococcus (63.46%), Lactobacillus (28.84%), Lactococcus and Bifidobacterium (15.38%). Twelve species of Enterococcus were identified. E. faecium was the most frequently isolated from the birds representing 63.46%, followed by E. faecalis (57.69%), Enterococcus sp. (46.15%), E. hirae (30.76%), and E. raffinosus (19.23%). P. pentosaceus was identified from 57.69% of the parrots. This specie was the most frequently isolated. Five different species of Lactococcus were found out. Lactococcus sp. was identified from 9.61% of the birds, while L. lactis subsp. lactis represented 3.84%. Fourteen different species of Lactobacillus were isolated, showing the biggest diversity among all the studied genera. L. coryniformis subsp. torquens and L. sanfrancisco were isolated from 7.69% of the birds. Three different species of Bifidobacterium were isolated, and B. bifidum was identified in 9.61% of the birds, being the most frequently isolated. Further studies are needed to a better comprehension of the microbiota in wild birds. Besides comparing differences and similarities between wildlife parrots and pet birds will allow appropriate and less empiric management of those birds in captivity.

Além das características tecnológicas das bactérias lácticas para o processamento de alimentos fermentados, novas propriedades são requeridas, como a produção de bacteriocinas. Vários desses compostos protéicos possuem atividade antimicrobiana direcionada à patógenos e apresentam potencial de uso como bioconservadores naturais de alimentos. O objetivo desse trabalho foi avaliar a viabilidade de aplicação de cinco culturas lácticas produtoras de bacteriocinas como bioconservantes em alimentos. Avaliaram-se as propriedades de segurança e probióticas dessas culturas e determinaram-se os parâmetros de produção e purificação parcial das bacteriocinas, bem como os efeitos de fatores limitantes de crescimento (cloreto de sódio e nitrito). Os resultados demonstraram que essas linhagens não possuem atividade de enzimas indicadoras de patogenicidade (termonuclease, -hemolisinas e gelatinases). A tolerância às condições ácidas variou dependendo da linhagem. Lactobacillus plantarum CTC 368 e Enterococcus avium CTC 469 apresentaram maior tolerância a valores de pH 2,0 e 3,0. Lactococcus lactis subsp. cremoris CTC 204 e Enterococcus avium CTC 483 também apresentaram 100% de sobrevivência a pH 3,0 e, mesmo com uma diminuição da tolerância a pH 2,0, a sobrevivência foi cerca de 80%. Com relação à susceptibilidade aos sais de bile, observou-se que a viabilidade variou entre as linhagens em função da concentração e tempo de incubação. Enterococcus avium CTC 469 e Lactococcus lactis subsp. hordinae CTC 484 foram as mais tolerantes e apresentaram sobrevivência de 57% e 58%, respectivamente. As linhagens mostraram excelente sobrevivência tanto a baixos valores de pH, quanto às concentrações de sais biliares indicando potencial probiótico. As características de crescimento e de produção de bacteriocinas foram semelhantes para todas as linhagens e meios avaliados. A viabilidade aumentou durante o período de incubação e a produção de bacteriocinas mostrou uma cinética de metabólito primário. A suplementação do meio MRS com 1,0% de NaCl e 0,1% de NaNO2, não afetou o crescimento de Lc. lactis subsp. cremoris CTC 204, mas promoveu a redução da atividade da bacteriocina de 42,5% e 17,5%, respectivamente. O crescimento de Lactococcus lactis subsp. hordinae CTC 484 foi afetado com a adição de NaCl e NaNO2 ao meio APT, mas ainda reteve 50% da atividade bacteriocigênica. O espectro de atividade das bacteriocinas variou de acordo com a susceptibilidade da linhagem indicadora, a concentração ou atividade da bacteriocina, a viabilidade e/ou presença das células produtoras e os procedimentos de extração das bacteriocinas. Os resultados revelaram que as bacteriocinas de Lactococcus lactis subsp. cremoris CTC 204 e Lactococcus. lactis subsp. hordinae CTC 484 promoveram um efeito bactericida contra Staphylococcus aureus. Concluiu-se que essas duas culturas produtoras de bacteriocinas apresentam propriedades para utilização como bioconservantes em alimentos e que estudos mais aprofundados, relacionados com a purificação da bacteriocina e avaliação de seu uso em alimentos, devem ser realizados. / In addition to the technological characteristics of lactic bacteria for the processing of fermented foods, other properties need to be developed and explored, such as bacteriocin production. Several of these protein-based compounds have antimicrobial activities targeted towards pathogens and have a significant potential for use as natural biopreservatives in processed foods. The objective of this study was to evaluate the viability of using five bacteriocin-producing lactic cultures as biopreservatives in foods. The safety and probiotic properties of these cultures were evaluated, followed by the determination of bacteriocin production and purification parameters and the effect of growth-limiting factors (sodium chloride and nitrite). The results demonstrated that these strains do not show activity of marker enzymes of pathogenicity (thermonuclease, - hemolysins and gelatinases). Tolerance to acidic conditions varied depending on the specific strain. Lactobacillus plantarum CTC 368 and Enterococcus avium CTC 469 exhibited greater tolerance to pH values 2,0 and 3,0. Lactococcus lactis subsp. cremoris CTC 204 and En. avium CTC 483 also presented 100% survival at pH 3,0, and even with reduced tolerance at pH 2,0, the survival rate was 80%. Variation in susceptibility to bile salts was observed between the strains as a function of concentration and incubation time. En. avium CTC 469 and Lactococcus lactis subsp. hordinae CTC 484 were found to be the most tolerant, exhibiting survival rates of 57% and 58%, respectively. The strains demonstrated excellent survival not only at low pH values, but also at high bile salt concentrations, thereby indicating probiotic potential. The growth and bacteriocin-producing characteristics were similar for all the strains and culture media evaluated. Bacterial multiplication increased during the incubation period, while bacteriocin production displayed primary metabolite kinetics. The activity spectrum of the bacteriocins varied with the susceptibility of the indicator strain, the concentration or activity of the bacteriocin, the viability and/or presence of bacteriocinproducing cells and the bacteriocin extraction procedures. The results reveal that the bacteriocins produced by Lc. lactis subsp. cremoris CTC 204 and Lc. lactis subsp. hordinae CTC 484 exerted a bactericidal effect against Staphylococcus aureus. Supplementation of the MRS medium with 1,0% NaCl and 0,1% NaNO2, did not affect the growth of Lc. lactis subsp. cremoris CTC 204, but did reduce by 42,5% and 17,5% the activity of the bacteriocin, respectively. Growth of Lc. lactis subsp. hordinae CTC 484 was affected by the addition of NaCl and NaNO2 to the APT medium, but even so still exerted 50% of its bacteriocinogenic activity. It was concluded that Lc. lactis subsp. cremoris CTC 204 and Lc. lactis subsp. hordinae CTC 484 exhibited adequate properties for use as biopreservatives in foods and that more extensive studies related to the purification of bacteriocins and assessment of their use in foods should be conducted.

É esperado que a produção de combustíveis a partir de resíduos lignocelulósicos alcance representatividade na matriz energética mundial. Neste cenário, leveduras desempenharão importante papel como plataformas microbianas para os processos de conversão dos açúcares derivados da biomassa em etanol (de segunda geração) e em outros produtos de interesse. Apesar dos avanços consideráveis na área, a fermentação de hidrolisados lignocelulósicos ainda apresenta alguns desafios científicos e tecnológicos, como por exemplo, os problemas enfrentados na fermentação devido à presença de diversos inibidores oriundos dos processos de pré-tratamento e hidrólise da biomassa (tais como furaldeídos, compostos fenólicos e ácidos orgânicos). A geração destes inibidores reduz consideravelmente a eficiência da etapa fermentativa, e muitas vezes, inviabiliza o processo como um todo. Neste contexto, o presente trabalho estudou a identificação dos principais compostos lignocelulósicos inibidores na fermentação por leveduras presentes em cinco amostras de hidrolisados industriais. Ácido glicólico e ácido acético, dentre os ácidos orgânicos foram identificados em todas as amostras analisadas. Em relação aos furaldeídos, foram detectados furfural e 5- hidroximetil-furufural (HMF) em todas as amostras analisadas. Os principais e mais abundantes compostos fenólicos identificados pelo sistema foram ácido p-cumárico (em 4 de 5), ácido ferúlico (em 3 de 5) e ácido vanílico (em 3 de 5). Tendo os principais compostos quantificados e identificados, realizou-se um estudo de mínimas e máximas concentrações de alguns destes inibidores em quatro diferentes linhagens laboratoriais e industriais (CEN.PK113-7D, CEN.PK112, SA-1 e JAY270), a fim de verificar a toxicidade dos mesmos frente aos principais parâmetros cinéticos da fermentação (fase lag, µmáx, produção de biomassa e etanol). De forma geral, a linhagem industrial S. cerevisiae SA-1 se mostrou mais tolerante frente às demais linhagens, em praticamente todas as condições analisadas. Visto que a presença de algumas bactérias nas linhas de produção de etanol é sabida, procurou-se verificar a resistência destas na presença dos compostos inibitórios. Ao comparar a resistência frente aos inibidores entre bactérias lácticas e leveduras laboratoriais e industriais, notou-se uma potencial robustez das bactérias frente às leveduras, uma vez que as últimas foram incapazes de crescer no meio de cultivo acrescido de um coquetel de inibidores, enquanto que as bactérias apresentaram crescimento. Por fim, investigou-se a influência conjunta de três compostos inibitórios (ácido acético, HMF e ácido p-cumárico) sobre os principais parâmetros fisiológicos da linhagem SA-1, a mais tolerante das linhagens avaliadas. Assim, através de um delineamento composto central rotacional (DCCR), pode-se analisar estatisticamente os efeitos dos três inibidores, com o qual verificou-se que a maior toxicidade (redução da velocidade específica de crescimento) é exercida pelo HMF. De uma maneira geral, a linhagem SA-1 pode ser considerada uma plataforma microbiana com grande potencial de aplicação na produção de etanol de segunda geração, bem como no estudo das bases moleculares para tolerância aos inibidores oriundos desses processos. / It is expected that the production of fuels from lignocellulosic residues will be representative in the world energy matrix. In this scenario, yeasts will play an important role as microbial platforms for the conversion processes of sugars derived from biomass into ethanol and other products of interest. Despite the considerable advances in the area, the fermentation of lignocellulosic hydrolysates still presents some scientific and technological challenges, such as the problems faced in the fermentation due to the presence of several inhibitors from the processes of pretreatment and hydrolysis of biomass (such as furaldehydes, phenolic compounds and organic acids). The presence of these inhibitors considerably reduces the efficiency of the fermentation step, and often hampers the process itself. In this context, the present work aimed to identify major inhibitory lignocellulosic compounds for yeast fermentation present in five samples of industrial hydrolysates. Glycolic acid and acetic acids were identified in all samples analysed. In relation to furaldehydes, furfural and 5-hydroxymethyl-furfural (HMF) were detected in all samples as well. The major and most abundant phenolic compounds identified were p-coumaric acid (in 4 out of 5 samples), ferulic acid (in 3 out of 5) and vanillic acid (in 3 out of 5). After quantification of these compounds, minimum and maximum concentrations of the major ones were studied in four different laboratory and industrial strains (CEN.PK113-7D, CEN.PK112, SA-1 and JAY270), in order to verify their toxicity against physiological parameters such as elongation of lag phase and growth rate. In general, the S. cerevisiae SA-1 industrial strain was more tolerant in comparison to the other 3 strains for virtually all compounds investigated. Since bacteria is present during fuel ethanol production, , the resistance of these bacteria for the same inhibitory compounds was also evaluated. When comparing the resistance against inhibitors between lactic acid bacteria and yeast strains, a higher robustness of bacteria in relation to yeasts was observed, since yeasts were unable to grow in a medium supplemented with a cocktail of inhibitors, whereas bacteria did grow. Finally, the influence of three inhibitory compounds (acetic acid, HMF and p-coumaric acid) on the main physiological parameters of the strain SA-1, the most tolerant among the strains evaluated, was investigated. Thus, using a rotatable central composite design (RCCD), the effects of the three inhibitors were analysed, and it was found that the highest toxicity (reduction in specific growth rate) is caused by HMF. Overall, SA-1 is a promising platform yeast strain for second generation ethanol production and for understanding strain robustness toward lignocellulosic inhibitory compounds.

The objective of this study was to evaluate the survival of non-O157:H7 STEC, Salmonella spp., and S. aureus in dry fermented sausages. Chorizo and Landjager sausages were inoculated with individual bacterial cocktails and stuffed into natural casings. Temperature, relative humidity, pH, and water activity were monitored through fermentation, drying, and storage. Bacterial counts were determined by serial dilution and plated in triplicates on selective media. Plates were incubated at 37°C for 24 hours and colony forming units per gram (CFU/g) were observed. Results of the first study validate that contaminated raw materials contribute to pathogen survival and background bacteria outcompeted the starter culture. The pH critical limit of < 5.3 was met but there was no pathogen inhibition. Results from the second study confirm that pH and water activity are not enough to eliminate pathogens when post processing interventions are not used. Critical pH (< 5.3) and water activity (< 0.85) limits were met, but pathogens still survived. In chorizo, non-O157:H7 was recovered through enrichments until the end of the study. In landjager, non-O157:H7 STEC and Salmonella were recovered through enrichments until the end of the study.The studies suggest that sausages produced without post processing interventions are a health risk to consumers.

A deficiência de folato é um problema de saúde pública que vem sendo combatido através da fortificação obrigatória de ácido fólico. Entretanto, a ingestão excessiva pode causar efeitos colaterais indesejados. A forma natural da vitamina produzida por algumas cepas de bactérias láticas pode ser uma alternativa segura para aumentar a ingestão de folato pela população. Este trabalho visou selecionar as melhores cepas de BAL produtoras de folato, identificar as melhores condições para a produção da vitamina e avaliar a biodisponibilidade do folato produzido pelas cepas no leite fermentado, empregando-se testes em modelos animais. O estudo foi desenvolvido com cinco cepas de Streptococcus thermophilus (34v, 170v, 268v, 361v e 341 pc) e um cepa de Lactobacillus plantarum (16cv), todas boas produtoras de folato. As condições de produção e a combinação de cepas que resultaram na melhor produção folato foram utilizadas para produzir um leite biofermentado (BFM), avaliando-se a biodisponibilidade da vitamina produzida empregando-se um modelo animal de depleção/repleção, com camundongos Balb/c submetidos a 14 dias de depleção, seguido de 21 dias de repleção da vitamina. Após os 35 dias, os animais foram sacrificados, retirando-se sangue, rins, fígado, baço e intestino para quantificação de folato e avaliação histológica da mucosa intestinal. Todas as quantificações de folato foram feitas pelo método microbiológico. A melhor combinação de cepas (St. Thermophilus 34v + Lb. Plantarum 16cv) resultou na produção de 300 ng/mL de folato, sendo a temperatura de 42ºC melhor que 37ºC para a produção da vitamina. A produção de folato no leite na fermentação em pH controlado 6,0 foi 35% superior à observada no leite fermentado em pH livre. As concentrações de folato no baço e glóbulos vermelhos foram mais altas nos camundongos que ingeriram leite fermentado bioenriquecido (BFM) em relação aos demais grupos de animais. A relação vilosidade/cripta nos camundongos dos grupos BFM foi igual à observada nos animais que receberam leite suplementado com ácido fólico. Houve aumento da hemoglobina, hematócrito e hemácias nos camundongos que ingeriram BFM, evidenciando a bioeficácia do folato produzido. Esses resultados indicam que a produção de folato por bactérias láticas selecionadas em produtos fermentados pode ser uma boa alternativa para aumentar a ingestão de vitamina B9 pela população. / Folate deficiency is a public health problem that has been tackled through mandatory fortification of folic acid. However, excessive intake can cause unwanted side effects. The natural form of the vitamin produced by some strains of lactic acid bacteria (BAL) may be a safe alternative to increase folate intake by the population. The objective of this study was to select the best folate-producing BAL strains, to identify the best conditions for vitamin production and to evaluate the bioavailability of folate produced by the strains in fermented milk, using tests in animal models. The study was carried out with five strains of Streptococcus thermophilus (34v, 170v, 268v, 361v and 341 pc) and a strain of Lactobacillus plantarum (16 cv), all good folate producers. The conditions of production and the combination of strains that resulted in the best folate production were used to produce a biofermented milk (BFM), evaluating the bioavailability of the vitamin produced using a animal model of depletion/repletion with Balb/c mice submitted to 14 days of vitamin depletion, followed by 21 days of repletion. After 35 days, the animals were sacrificed, and blood, kidneys, liver, spleen and intestine were removed for quantification of folate and histological evaluation of the intestinal mucosa. All quantifications of folate were made by the microbiological method. The best combination of strains (St. thermophilus 34v + Lb. plantarum 16cv) resulted in the production of 300 ng / mL folate, the temperature being 42ºC better than 37ºC for vitamin production. The production of folate in milk in fermentation at controlled pH 6.0 was 35% higher than that observed in fermented milk without pH control. The villi/crypt ratio in the mice of the BFM group was the same as in animals receiving milk supplemented with folic acid. There was an increase in hemoglobin, hematocrit and red blood cells in the BFM group, evidencing the bioefficacy of the folate produced. These results indicate that folate production by selected lactic bacteria in fermented products may be a good alternative to increase vitamin B9 intake by the population.