Submitted by Vitor de Carvalho (vitor_carvalho_im@hotmail.com) on 2014-10-29T17:40:41Z No. of bitstreams: 1 Efeito da bacteriocinogenicidade do Lactobacillus sakei 2a na qualidade microbiológica da sardinha - verdadeira (Sardinella brasiliensis) fermentada.pdf: 3904279 bytes, checksum: 241587f332d4f775c615f7812695b638 (MD5) / Rejected by cristiane soares (krikasoares@live.com), reason: falta o link na citação e a data do acesso on 2014-11-21T17:30:05Z (GMT) / Submitted by Vitor de Carvalho (vitor_carvalho_im@hotmail.com) on 2014-11-21T17:54:08Z No. of bitstreams: 1 Efeito da bacteriocinogenicidade do Lactobacillus sakei 2a na qualidade microbiológica da sardinha - verdadeira (Sardinella brasiliensis) fermentada.pdf: 3904279 bytes, checksum: 241587f332d4f775c615f7812695b638 (MD5) / Approved for entry into archive by cristiane soares (krikasoares@live.com) on 2014-12-17T14:34:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Efeito da bacteriocinogenicidade do Lactobacillus sakei 2a na qualidade microbiológica da sardinha - verdadeira (Sardinella brasiliensis) fermentada.pdf: 3904279 bytes, checksum: 241587f332d4f775c615f7812695b638 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-17T14:34:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Efeito da bacteriocinogenicidade do Lactobacillus sakei 2a na qualidade microbiológica da sardinha - verdadeira (Sardinella brasiliensis) fermentada.pdf: 3904279 bytes, checksum: 241587f332d4f775c615f7812695b638 (MD5) Previous issue date: 2003 / Produtos de peixe obtidos por fermentação lática são muito comuns no sudoeste da Ásia. A composição e a qualidade variam consideravelmente apesar de serem produzidos em pequena escala; a fermentação da mistura peixe - sal - carboidrato é dependente da microbiota natural. Neste trabalho, a mistura peixe (Sardinella brasiliensis) - NaCl - glicose foi usada para avaliar os fatores que favorecem a rápida fermentação lática, o rápido decréscimo do pH (< 4,5) e uma rápida multiplicação das bactérias láticas (BL) com redução dos microrganismos deterioradores. Foram avaliados as características da fermentação lática e os principais fatores antimicrobianos produzidos pelo Lactobacillus sakei 2a. O principal fator antimicrobiano identificado foi a habilidade do Lactobacillus sakei 2a para produzir ácidos orgânicos e reduzir o pH do peixe (Sardinella brasiliensis) fermentado. Outro fator, como a produção de bacteriocinas pode ter contribuído para a segurança alimentar, mas sua participação é secundária. A bacteriocina produzida pela cepa (Lactobacillus sakei 2a), isolada a partir de “lingüiça frescal” (embutido de carne tipicamente brasileiro) foi ativa contra Listeria monocytogenes. A detecção das bacteriocinas foi realizada utilizando o sobrenadante, obtido por centrifugação do meio de cultivo, pelo método da difusão em poços, usando Listeria monocytogenes Scott A como microrganismo indicador. As colônias circundadas por uma zona clara de inibição, indicaram a presença de bacteriocinas no meio de cultivo a partir de 4 horas de fermentação, quando o microrganismo encontrava-se na fase exponencial de crescimento. A produção de bacteriocinas foi máxima após 7 horas de incubação e a cultura neste momento apresentou uma carga equivalente a 5 x 107 UFC mL-1. Após este tempo, não houve mais produção de bacteriocinas. A relação de fermentação aumentou na faixa entre 2 e 4% glicose (p/p), ao passo que, com o aumento da concentração de NaCl, de 2 para 6%, houve somente uma pequena relação de redução do pH. De acordo com os objetivos, não houve dificuldades na redução do pH para valores inferiores a 4,5 nas primeiras 48 horas de fermentação. A glicose foi fermentada rapidamente, mas a redução do pH (3,9) foi lenta na sardinha suplementada com 4% glicose e 6% NaCl. A acidez titulável (% ácido lático), após 21 dias de fermentação, atingiu 2,55% (2% glicose) e 2,76% (4% glicose) com 2% NaCl. Com a inoculação do starter (Lactobacillus sakei 2a), foi mantida a qualidade microbiológica (produto); as bactérias deterioradoras reduziram significativamente, provavelmente por causa do baixo valor do pH. Várias pesquisas, relacionadas com a avaliação de microrganismos patogênicos em alimentos; como Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium, Clostridium sporogenes e Escherichia coli, indicam que estas bactérias desaparecem rapidamente durante a fermentação. A contagem de bactérias em PCA mostrou um aumento até o 70 dia e posteriormente foi reduzindo gradualmente até o final da fermentação para 1,4 x 109 UFC g-1 com 6% NaCl e 2% glicose. Na suplementação com 6% NaCl e 4% glicose, a maior redução foi 6,5 x 109 UFC.g-1. O aumento, no começo da fermentação se deve à presença de bactérias não formadoras de ácidos que gradualmente desaparecem durante o processamento pela transformação do meio em um substrato bastante acidificado. As bactérias láticas ou formadoras de ácidos (FA) predominaram durante todo o período de fermentação e as bactérias não formadoras de ácidos (NFA) permaneceram presentes, apenas, no reduzido estágio inicial da fermentação. Durante os 21 dias de fermentação, houve um aumento na relação entre os teores de nitrogênio protéico e nitrogênio solúveis total, evidenciando a autólise, indicando a formação de diferentes aminas e bases nitrogenadas voláteis. A extensão da proteólise durante a fermentação depende não só da natureza da microbiota como dos parâmetros de processamento, com influencia direta na atividade das proteases e peptidases envolvidas no processo.

A aplicação das bacteriocinas de bactérias láticas como agentes de bioconservação de alimentos é dependente de vários fatores, com destaque para composição química do alimento que pode interferir na eficácia da atividade antimicrobiana. Esse estudo objetivou avaliar a influência de ingredientes da matriz alimentar na multiplicação e produção das bacteriocinas por Lactobacillus sakei subsp. sakei 2a e na atividade das bacteriocinas produzidas, trabalhando-se com um modelo composto de extrato de carne, extrato de levedura, proteose peptona e amido, adicionado de 4% de NaCl e/ou 0,5% de glicose e mantido em refrigeração (4&#176; C) por até 10 dias. O estudo foi realizado com os seguintes materiais contendo as bacteriocinas: 1. sobrenadante concentrado livre de células obtido a partir da cultura de L. sakei 2a em caldo MRS; 2. extrato ácido neutralizado obtido do sedimento da cultura em caldo MRS e 3. extrato ácido neutralizado e semi-purificado por cromatografia líquida. Listeria monocytogenes Scott A foi empregada como microrganismo indicador da atividade antimicrobiana e Lactobacillus sakei ATCC 15521 como controle não produtor de bacteriocinas. Os resultados indicaram que nenhum dos ingredientes do modelo avaliado teve papel importante na multiplicação de L. sakei 2a e na bacteriocinogênese. No entanto, 4% de NaCl interferiu negativamente na produção das bacteriocinas, enquanto 0,5% de glicose auxiliou a produção, mesmo na presença de 4% de NaCl. Em relação à atividade das bacteriocinas, verificou-se que nem os ingredientes do modelo, nem 4% de NaCl e nem 0,5% de glicose apresentaram interferência marcante ao longo dos dez dias estudados, independentemente do material contendo as bacteriocinas testado. / The application of bacteriocins produced by lactic acid bacteria as biopreservatives in foods depends of several factors, such as the chemical composition of the food, which can interfere with the antimicrobial activity. This study aimed to evaluate the influence of food ingredients on the growth and production of bacteriocins by Lactobacillus sakei subsp. sakei 2a, and on the activity of the bacteriocins produced, by means of a food model prepared with meat extract, yeast extract, proteose-peptone and starch, added of 4% 4% de NaCl and/or glucose, maintained under refrigeration (4&#176; C) for up to 10 days. The study was carried out with the following bacteriocins-containing materials: 1. the concentrated cell-free supernatant from an overnight culture of L.sakei 2a in MRS broth; 2. acid extract obtained from the sediment of the overnight culture of L. sakei 2a in MRS broth and 3. acid extract submitted to a semi-purification by HPLC. Listeria monocytogenes Scott A was used as the antimicrobial activity indicator microorganism and Lactobacillus sakei ATCC15521 as the non-bacteriocinogenic negative control. Results indicated that none of the ingredients presented a significant role in the growth of L.sakei 2a, and in the production and activity of the bacteriocins. However, 4% of NaCl caused a reduction on the production of bacteriocins, while 0,5% of glucose stimulated their production, even in the presence of 4% of NaCl. The interference of the ingredients of the model, 4% of NaCl and/or 0,5% of glucose on the activity of the bacteriocins was not marked, regardless the materials used in the tests.

The objective of this work was to characterize and study the factors affecting the production and the application of sakacin G produced by Lactobacillus sakei CWBI-B1365. After a first screening, four bacteriocin producing lactic acid bacteria were selected. The structural genes for some of the bacteriocins were identified in the genome of these strains by amplification using specific PCR primers. Lb. sakei CWBI-B1365 has then been specifically studied. Sakacin G was identified as the only bacteriocin produced. Sequencing of a part of the sakacin G gene clusters involved in the bacteriocin production allowed to identify an original genetic organization. The pH, the temperature, the carbon source used and its concentration, as well as the meat extract quantity, strongly influence sakacin G production. Sakacin G was produced and showed antilisterial activity in beef. To obtain antilisterial activity in poultry meat, it was necessary to combine Lb. sakei CWBI-B1365 and Lb. curvatus CWBI-B28, a sakacin P producer.

A aplicação das bacteriocinas de bactérias láticas como agentes de bioconservação de alimentos é dependente de vários fatores, com destaque para composição química do alimento que pode interferir na eficácia da atividade antimicrobiana. Esse estudo objetivou avaliar a influência de ingredientes da matriz alimentar na multiplicação e produção das bacteriocinas por Lactobacillus sakei subsp. sakei 2a e na atividade das bacteriocinas produzidas, trabalhando-se com um modelo composto de extrato de carne, extrato de levedura, proteose peptona e amido, adicionado de 4% de NaCl e/ou 0,5% de glicose e mantido em refrigeração (4&#176; C) por até 10 dias. O estudo foi realizado com os seguintes materiais contendo as bacteriocinas: 1. sobrenadante concentrado livre de células obtido a partir da cultura de L. sakei 2a em caldo MRS; 2. extrato ácido neutralizado obtido do sedimento da cultura em caldo MRS e 3. extrato ácido neutralizado e semi-purificado por cromatografia líquida. Listeria monocytogenes Scott A foi empregada como microrganismo indicador da atividade antimicrobiana e Lactobacillus sakei ATCC 15521 como controle não produtor de bacteriocinas. Os resultados indicaram que nenhum dos ingredientes do modelo avaliado teve papel importante na multiplicação de L. sakei 2a e na bacteriocinogênese. No entanto, 4% de NaCl interferiu negativamente na produção das bacteriocinas, enquanto 0,5% de glicose auxiliou a produção, mesmo na presença de 4% de NaCl. Em relação à atividade das bacteriocinas, verificou-se que nem os ingredientes do modelo, nem 4% de NaCl e nem 0,5% de glicose apresentaram interferência marcante ao longo dos dez dias estudados, independentemente do material contendo as bacteriocinas testado. / The application of bacteriocins produced by lactic acid bacteria as biopreservatives in foods depends of several factors, such as the chemical composition of the food, which can interfere with the antimicrobial activity. This study aimed to evaluate the influence of food ingredients on the growth and production of bacteriocins by Lactobacillus sakei subsp. sakei 2a, and on the activity of the bacteriocins produced, by means of a food model prepared with meat extract, yeast extract, proteose-peptone and starch, added of 4% 4% de NaCl and/or glucose, maintained under refrigeration (4&#176; C) for up to 10 days. The study was carried out with the following bacteriocins-containing materials: 1. the concentrated cell-free supernatant from an overnight culture of L.sakei 2a in MRS broth; 2. acid extract obtained from the sediment of the overnight culture of L. sakei 2a in MRS broth and 3. acid extract submitted to a semi-purification by HPLC. Listeria monocytogenes Scott A was used as the antimicrobial activity indicator microorganism and Lactobacillus sakei ATCC15521 as the non-bacteriocinogenic negative control. Results indicated that none of the ingredients presented a significant role in the growth of L.sakei 2a, and in the production and activity of the bacteriocins. However, 4% of NaCl caused a reduction on the production of bacteriocins, while 0,5% of glucose stimulated their production, even in the presence of 4% of NaCl. The interference of the ingredients of the model, 4% of NaCl and/or 0,5% of glucose on the activity of the bacteriocins was not marked, regardless the materials used in the tests.

Darbo tikslas: įvertinti fermentuotų vaistinių – prieskoninių augalų panaudojimo galimybes vytintų vištienos produktų gamyboje. Šiuo tikslu atliktas vištienos krūtinėlės apdorojimas fermentuotais augaliniais produktais (Satureja montana; Satureja hortensis), fermentacija vykdyta pieno rūgšties bakterijomis (L. sakei; P. pentosaceus; P. acidilactici) taikant tradicinę ir kietafazę fermentacijos technologijas. Taip pat įvertinti vištienos mėginių technologiniai ir saugos rodikliai (sausosios medžiagos, virimo nuostoliai, švelnumas, vandens rišlumas, spalvų koordinatės, biogeninių aminų kiekis) bei pritaikytas nekontaktinis metodas akustiniu spektrometru vištienos kontrolei. Nustatyta, kad vištienos krūtinėlės, apdorotos fermentuotais augaliniais priedais, kokybės rodikliai ir spalvų koordinatės nevienareikšmiai priklauso nuo fermentacijai naudotų vaistinių − prieskoninių augalų porūšio, pieno rūgšties bakterijų rūšies ir fermentacijos technologijos. Taip pat, nustatyta koreliacija tarp praėjusio pro mėginį akustinio signalo amplitudės (Ap) verčių ir sausųjų medžiagų kiekio (r = 0,348) bei virimo nuostolių (r = 0,481), todėl galima teigti, kad akustinį metodą galima taikyti vištienos krūtinėlės kai kurių kokybės rodiklių analizei. L. sakei, P. acidilactici bei P. pentosaceus yra saugūs mikroorganizmai vištienos apdorojimui, nes toksinių histamino normų (10-40 mg histamino 100g produkto) neviršijo nei vienas tirtas vištienos mėginys. / This study was aimed at evaluating the possibilities of fermented savory plants usage in the manufacture of dried chicken products. In order to achieve this aim, the chicken breast was processed by fermented plant products (Satureja montana; Satureja hortensis), fermentation was carried out with lactic acid bacteria (L. sakei; P. pentosaceus; P. acidilactici) using traditional and solid-state fermentation technologies. Moreover, technological and safety parameters of the chicken samples were evaluated (dry matter, cooking losses, tenderness, water holding capacity, colour coordinates, amount of biogenic amines) and the non-contact method with acoustic spectrometer was applied for the control of the chicken parameters. It was determined that the quality parameters of the chicken breast, treated by using a plant supplement, ambiguously depend on savory herbs subspecies, lactic acid bacteria species, and fermentation technology. The acoustic method can be used for analysis of some quality parameters of the chicken breast. It was found correlation between the amplitude (Ap) values of acoustic signal and the dry matter content (r = 0,348) as well as cooking losses (r = 0,481). L. sakei, P. acidilactici, and P. pentosaceus are safe microorganisms for chicken processing since neither of the investigated chicken samples exceeded toxic histamine rates (10-40mg histamine per 100g product).

Les procédés de fabrication de produits carnés stables à température ambiante s'articulent autour de la théorie des barrières et du couplage d'opérations unitaires telles que le salage, le séchage, la fermentation, le fumage. Dans les pays du Nord, ces procédés traditionnels ou industrialisés, aboutissent à des produits finis à la fois stables à température ambiante et prêts-à-consommer. Pour contrecarrer l'altération de la viande, accrue en conditions tropicales ou en conditions d'hygiène non maîtrisées, les procédés traditionnels du Sud mettent en œuvre des traitements plus drastiques et aboutissent à des produits nécessitant une préparation ultérieure pour être consommés (cuisson, dessalage).L'objectif général de ce travail est de proposer un procédé innovant adapté aux pays du Sud aboutissant à un produit carné salé/séché/fermenté stable à température ambiante et prêt-à-consommer. L'innovation consiste à traiter des morceaux de viande en couplant une pré-stabilisation par Déshydratation-Imprégnation par Immersion (DII) à une étape maîtrisée de fermentation de surface. Par une stratégie expérimentale progressive associée à la modélisation, cette thèse étudie le couplage DII/fermentation de surface et détermine quels leviers sont à disposition pour optimiser ce couplage. Les réponses apportées s'appuient sur trois parties. Une première étude sur aliment réel a validé le couplage de la DII avec une fermentation de surface par Lactobacillus sakei. Dans un deuxième temps, une étude en milieu modèle a mis en évidence l'influence des facteurs environnementaux d'intérêt (activité en eau, teneur en sel, pH et teneur en acide lactique) sur la croissance en surface de L. sakei. Enfin, un modèle global a été construit pour analyser le couplage entre les transferts de matière (eau, sel, sucres et acide) entre la surface et le cœur de l'aliment, et le métabolisme fermentaire à la surface du produit.Mots-clés : produits carnés, Déshydratation-Imprégnation par Immersion, fermentation de surface, Lactobacillus sakei, cinétiques de croissance, transferts de matière. / The fabrication of shelf-stable cured meat products is based on the hurdle technology and on the coupling of unit-operations such as salting, drying, fermentation and smoking. In Northern countries, these processes whether traditional or industrialized, lead to end-products which are both shelf-stable and ready-to-eat. Meat spoilage is accelerated in tropical conditions or when the general hygiene is not controlled. In order to counteract it, traditional processes in these conditions use more drastic treatments leading to end-products which require an additional preparation step before being consumed (cooking, desalting).The general objective of this work is to propose an innovative process adapted to Southern countries and leading to a salted/dried/fermented meat product which is shelf-stable and ready-to-eat. The innovation consists in treating meat pieces by coupling a pre-stabilization by Dehydration-Impregnation by Soaking (DIS) with a controlled surface fermentation step. By means of a progressive experimental strategy associated with modelization, this thesis studies the DIS/surface fermentation coupling and determines which levers are available to optimize it.The answers comprised three parts. Firstly, a study on the real food product validated the coupling of DIS with a surface fermentation by Lactobacillus sakei. Secondly, a study on a model device showed the influence of relevant environmental factors (water activity, salt content, pH and lactic acid content) on the surface growth of L. sakei. Finally, a global model was built to analyze the coupling of mass transfers (water, salt, sugars, acid) between the surface and the core of the product, and the fermentative metabolism at the surface of the product.Keywords: meat products, Dehydration-Impregnation by Soaking, surface fermentation, , Lactobacillus sakei, growth kinetics, mass transfers.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-20T13:58:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 194107.pdf: 3904279 bytes, checksum: 241587f332d4f775c615f7812695b638 (MD5) / Produtos de peixe obtidos por fermentação lática são muito comuns no sudoeste da Ásia. A composição e a qualidade variam consideravelmente apesar de serem produzidos em pequena escala; a fermentação da mistura peixe - sal - carboidrato é dependente da microbiota natural. Neste trabalho, a mistura peixe (Sardinella brasiliensis) - NaCl - glicose foi usada para avaliar os fatores que favorecem a rápida fermentação lática, o rápido decréscimo do pH (< 4,5) e uma rápida multiplicação das bactérias láticas (BL) com redução dos microrganismos deterioradores. Foram avaliados as características da fermentação lática e os principais fatores antimicrobianos produzidos pelo Lactobacillus sakei 2a. O principal fator antimicrobiano identificado foi a habilidade do Lactobacillus sakei 2a para produzir ácidos orgânicos e reduzir o pH do peixe (Sardinella brasiliensis) fermentado. Outro fator, como a produção de bacteriocinas pode ter contribuído para a segurança alimentar, mas sua participação é secundária. A bacteriocina produzida pela cepa (Lactobacillus sakei 2a), isolada a partir de "lingüiça frescal" (embutido de carne tipicamente brasileiro) foi ativa contra Listeria monocytogenes. A detecção das bacteriocinas foi realizada utilizando o sobrenadante, obtido por centrifugação do meio de cultivo, pelo método da difusão em poços, usando Listeria monocytogenes Scott A como microrganismo indicador. As colônias circundadas por uma zona clara de inibição, indicaram a presença de bacteriocinas no meio de cultivo a partir de 4 horas de fermentação, quando o microrganismo encontrava-se na fase exponencial de crescimento. A produção de bacteriocinas foi máxima após 7 horas de incubação e a cultura neste momento apresentou uma carga equivalente a 5 x 107 UFC mL-1. Após este tempo, não houve mais produção de bacteriocinas. A relação de fermentação aumentou na faixa entre 2 e 4% glicose (p/p), ao passo que, com o aumento da concentração de NaCl, de 2 para 6%, houve somente uma pequena relação de redução do pH. De acordo com os objetivos, não houve dificuldades na redução do pH para valores inferiores a 4,5 nas primeiras 48 horas de fermentação. A glicose foi fermentada rapidamente, mas a redução do pH (3,9) foi lenta na sardinha suplementada com 4% glicose e 6% NaCl. A acidez titulável (% ácido lático), após 21 dias de fermentação, atingiu 2,55% (2% glicose) e 2,76% (4% glicose) com 2% NaCl. Com a inoculação do starter (Lactobacillus sakei 2a), foi mantida a qualidade microbiológica (produto); as bactérias deterioradoras reduziram significativamente, provavelmente por causa do baixo valor do pH. Várias pesquisas, relacionadas com a avaliação de microrganismos patogênicos em alimentos; como Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium, Clostridium sporogenes e Escherichia coli, indicam que estas bactérias desaparecem rapidamente durante a fermentação. A contagem de bactérias em PCA mostrou um aumento até o 70 dia e posteriormente foi reduzindo gradualmente até o final da fermentação para 1,4 x 109 UFC g-1 com 6% NaCl e 2% glicose. Na suplementação com 6% NaCl e 4% glicose, a maior redução foi 6,5 x 109 UFC.g-1. O aumento, no começo da fermentação se deve à presença de bactérias não formadoras de ácidos que gradualmente desaparecem durante o processamento pela transformação do meio em um substrato bastante acidificado. As bactérias láticas ou formadoras de ácidos (FA) predominaram durante todo o período de fermentação e as bactérias não formadoras de ácidos (NFA) permaneceram presentes, apenas, no reduzido estágio inicial da fermentação. Durante os 21 dias de fermentação, houve um aumento na relação entre os teores de nitrogênio protéico e nitrogênio solúveis total, evidenciando a autólise, indicando a formação de diferentes aminas e bases nitrogenadas voláteis. A extensão da proteólise durante a fermentação depende não só da natureza da microbiota como dos parâmetros de processamento, com influencia direta na atividade das proteases e peptidases envolvidas no processo.

Dissertação composta por 2 artigos. / INTRODUÇÃO E OBJETIVOS ─ Nos produtos cárneos industrializados cozidos a maior parte da microbiota é inativada pela aplicação de calor em processo que simula uma pasteurização. Esses produtos também recebem aditivos em sua composição que geram efeito inibidor no crescimento de determinados grupos de microrganismos. Com a microbiota patogênica reduzida a níveis aceitáveis, em amostras embaladas a vácuo ou em atmosfera modificada, criam-se condições para o crescimento de bactérias ácido láticas (BAL), descritas como microrganismos Gram positivos, não formadores de esporos, catalase negativa, desprovidos de citocromos, anaeróbios facultativos, fastidiosos, mesofílicos, ácidos tolerante, com metabolismo estritamente fermentativo, que produzem ácido láctico como o principal produto final da fermentação de carboidratos. O desenvolvimento desses microrganismos gera aroma, sabor e aspecto indesejável nos produtos cárneos. Tendo em vista estas considerações, o objetivo geral desse trabalho foi avaliar a possibilidade da inibição do crescimento de BAL em amostras de presunto fatiado embalado a vácuo, pela aplicação de bacteriocinas. Os objetivos específicos incluíram: a quantificação e identificação das espécies de BAL predominantes nas amostras de presunto cozido fatiado embalado a vácuo; o estudo dos ingredientes que compõem a formulação do presunto cozido combinados com nisina e pediocina, realizados em caldo Man Rogosa e Sharp (MRS) pela aplicação da estratégia de planejamento experimental aliada à microbiologia preditiva na avaliação do crescimento do Lactobacillus sakei; a validação dos resultados obtidos nos caldos MRS na matriz alimentar a partir da elaboração de três formulações envolvendo a utilização da nisina e uma formulação controle, submetidas a análises físico-químicas e microbiológicas durante a vida de prateleira do produto. MÉTODOS ─ Inicialmente foi realizada a quantificação das BAL totais presentes, para 4 lotes semanais de presunto cozido fatiado embalado a vácuo, nos tempos de 1 e 45 dias de armazenamento a 4 C e 8 C. Paralelamente foi realizada a identificação fenotípica dos gêneros presentes; adicionalmente, no tempo de 45 dias foram realizadas análises moleculares do gene 16S rRNA para a identificação das espécies predominantes, por meio da qual selecionou-se a espécie Lactobacillus sakei. Posteriormente, utilizou-se uma estratégia sequencial de planejamento experimental, que objetivou estudar a inibição do crescimento celular da espécie Lactobacillus sakei em caldo MRS, aplicando-se um Planejamento Fatorial Fracionário 26-2 com as variáveis cloreto de sódio, tripolifosfato de sódio, lactato de sódio, eritorbato de sódio e as bacteriocinas nisina e pediocina. Adicionalmente foi realizado um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) 22 objetivando otimizar a aplicação de nisina e pediocina por meio da redução das concentrações aplicadas que apresentassem eficiência semelhante, considerando os altos custos desses ingredientes. As respostas estudadas em ambos delineamentos experimentais foram os parâmetros preditos pelos ajuste das curvas de crescimento ao Modelo de Gompertz Modificado, a citar a população máxima atingida (A), velocidade específica máxima de crescimento () e a duração da fase lag (). Para a validação dos resultados obtidos na etapa de estudo em caldo MRS, foram elaboradas três formulações teste (com diferentes concentrações de nisina) e uma controle (sem adição de nisina) para o acompanhamento da vida de prateleira do produto por meio de análises físico-químicas e microbiológicas. PRINCIPAIS RESULTADOS ─ Foram observadas contagens médias de 1,98 log UFC.g-1 no tempo 1 dia; 7,59 log UFC.g-1 a 4 C e 8,25 log UFC.g-1 a 8 C no tempo 45 dias para a contagem total de BAL. As espécies predominantemente identificadas no tempo de 45 dias foram o Lactobacillus curvatus e o Lactobacillus sakei. Na etapa de estudo em caldo MRS, os resultados do Planejamento Fatorial Fracionário evidenciaram que o tripolifosfato de sódio, a nisina e a pediocina, foram as variáveis com efeito estatisticamente significativo (p ≤ 0,05) na inibição do crescimento do Lactobacillus sakei. No Delineamento Composto Central Rotacional, a nisina foi a variável que apresentou efeito significativo na inibição do crescimento do Lactobacillus sakei, indicando a possibilidade de redução na concentração aplicada para níveis inferiores ao indicado pela legislação brasileira (12,5 mg/Kg), com efeito semelhante na inibição. A validação dos estudos em caldo MRS pela aplicação das quantidades reduzidas de nisina (indicadas pelo DCCR) na matriz alimentar, mostrou que a quantidade mínima aplicada (0,001%) apresentou um efeito semelhante na inibição das BAL em relação à quantidade máxima aplicada (0,013%); sendo em ambos os casos eficiente quando comparada à amostra controle. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO ─ De acordo com os resultados obtidos, verificou-se que os principais gêneros de BAL envolvidos na deterioração das amostras de presunto cozido fatiado embalado a vácuo, armazenadas durante 45 dias a 4 C e 8 C, foram o Lactobacillus curvatus e Lactobacillus sakei. A contagem de BAL totais após 45 dias mostrou-se significativamente influenciada pela temperatura de armazenamento, pois as contagens foram maiores para as amostras armazenadas a 8 C quando comparadas às armazenadas a 4 C. Dentre os ingredientes comumente adicionados na formulação do presunto cozido, o tripolifosfato de sódio mostrou efeito significativo na inibição do Lactobacillus sakei nos estudos em caldo MRS. De forma semelhante, a nisina e a pediocina mostraram efeito significativo na redução das contagens do microrganismo estudado quando avaliados pela aplicação de um Planejamento Fatorial Fracionário. No Delineamento Composto Central Rotacional envolvendo as variáveis nisina e pediocina com faixas de estudos redefinidas, a nisina apresentou efeito significativo na inibição do Lactobacillus sakei, quando aplicada em concentrações inferiores ao estipulado pela legislação brasileira. Os resultados obtidos no Delineamento Composto Central Rotacional foram validados pela aplicação das quantidades otimizadas de nisina na matriz alimentar, que mesmo na concentração mínima (0,001%) mostrou um efeito similar ao obtido pela aplicação da concentração máxima (0,013%). A contagem de BAL e bactérias aeróbias mesófilas (BAM) totais mostrou-se inferior para as amostras contendo nisina quando comparada com a amostra controle, em torno de 2 a 3 ciclos logarítmicos para as BAL, e 3 ou 4 ciclos logarítmicos para as BAM; em relação ao pH, o mesmo manteve-se praticamente inalterado até o final da vida de prateleira (60 dias), enquanto o pH da amostra controle diminuiu de forma significativa. De um modo geral constatou-se que o presunto cozido fatiado embalado a vácuo é um produto com condições favoráveis ao desenvolvimento de BAL deteriorantes, a citar as espécies Lactobacillus curvatus e Lactobacillus sakei, e que dentre as bacteriocinas estudadas, a nisina apresentou efeito na inibição do Lactobacillus sakei nos estudos em caldo MRS e também na inibição das BAL deteriorantes totais no presunto cozido fatiado embalado a vácuo, mesmo em concentrações inferiores ao indicado pela legislação brasileira. / INTRODUCTION AND AIMS ─ In processed cooked meat products most of the microbiota is inactivated by heat application process which simulate a pasteurization. These products also receive additives in composition that generate inhibitory effect on the certain microorganisms groups growth. With the reduce of pathogenic microorganisms on vacuum packed or modified atmosphere samples, conditions are created for the lactic acid bacteria (LAB) growth, as described Gram positive, non-spore forming, catalase negative, devoid of cytochromes, facultative anaerobic, fastidious, mesophilic, acid tolerant, strictly fermentative metabolism that produce lactic acid as the major end product of fermentation of carbohydrates. The development of these microorganisms causes aroma, flavour and appearance undesirable in meat products. In view of these considerations, the aim of this work was to evaluate the LAB inhibition growth in samples of sliced vacuum-packed cooked ham, by the application of bacteriocins. Specific aims included: the quantification and identification of species of predominate LAB in the samples of sliced vacuum-packed cooked ham; the study of the ingredients of the formulation of cooked ham combined with nisin and pediocin conducted in Man Rogosa and Sharp (MRS) broth using a strategy of experimental design combined with predictive microbiology on evaluation of Lactobacillus sakei growth; and a validation of results obtained in MRS broths on food matrix by the elaboration of three formulations involving the use of nisin and a control formulation, which were submitted for microbiological and physico-chemical analysis during the shelf life of the product. METHODS ─ Initially, the quantification of total LAB present was performed for 4 weekly batches of sliced vacuum-packed cooked ham at time 1 and 45 days of shelf life storage at 4 C and 8 C. Simultaneously was performed phenotypic identification of the genera present; additionally, at the time of 45 days of storage, was carried out a molecular analyze of 16S rRNA gene for identification of the predominant species, whereby selected the specie Lactobacillus sakei. Subsequently, a strategy of sequential experimental design was performed to evaluate the Lactobacillus sakei cell growth inhibition in MRS broth, applying a Fractional Factorial Design 26-2 with the variables sodium chloride, sodium tripolyphosphate, sodium lactate, sodium erythorbate and the bacteriocins nisin and pediocin. The statistically significant variables in relation to Lactobacillus sakei growth inhibition were selected and a Central Composite Rotatable Design (CCRD) 22 was performed to optimize the application of nisin and pediocin by reducing the concentration applied to present similar efficiency, considering the high cost of these ingredients. The responses studied in both experimental design were the parameters logarithmic increase of population (A), maximum specific growth rate (µ) and lag phase duration (), obtained by the adjustment of Modified Gompertz predictive model. For validation of the results obtained in MRS broth, three test formulations were prepared (with different concentrations of nisin) and a control (without addition of nisin) for monitoring the shelf life of the product by physico-chemical and microbiological analyzes. MAIN RESULTS ─ Mean counts around log 1.98 CFU.g-1 at time 1 day, log 7.59 CFU.g-1 at 4C, and log 8.25 CFU.g-1 at 8C on time 45 days, was detected for the total LAB. The species predominantly identified on time 45 days were Lactobacillus curvatus and Lactobacillus sakei. In step of study in MRS broth, the results of the Fractional Factorial Design showed the sodium tripolyphosphate, nisin and pediocin like variables with statistically significant effects in Lactobacillus sakei growth inhibition. In the Central Composite Rotatable Design, nisin was the variable that had a significant effect in the Lactobacillus sakei growth inhibition, indicating that it may be reduced to smaller amounts than indicated by Brazilian law (12.5 mg/Kg) with similar effect on inhibition. The validation of MRS broth studies for applying the reduced amounts of nisin (indicated by the CCRD) in the food matrix, showed that the minimum amount applied (0.001%) presented a similar effect on LAB growth inhibition related to the maximum quantity applied (0.013%); being efficient in both cases when compared to the control sample. DISCUSSION AND CONCLUSION ─ From the results obtained, was possible to conclude that the LAB comprise the microbiota of sliced vacuum-packed cooked ham and the Lactobacillus curvatus and Lactobacillus sakei were the major species that cause deterioration on the samples stored at 4 C and 8 C for 45 days. Total LAB counts after 45 days was significantly affected by storage temperature, because the counts were higher for samples stored at 8 C compared to the samples stored at 4 C. Among the ingredients added in the formulation of cooked ham, sodium tripolyphosphate showed significant effect in Lactobacillus sakei inhibition in MRS broth. Similarly, nisin and pediocin showed significant effects on microorganism reducing, evaluated by applying a Fractional Factorial Design. The Central Composite Rotatable Design involving the variables nisin and pediocin with redefined ranges of concentrations showed that nisin presented significant effect on the Lactobacillus sakei growth inhibition, when applied in smaller amounts in comparison to the stipulated by Brazilian law. The results obtained in Central Composite Rotatable Design was validated by applying the optimized quantities of nisin in food matrix, that even when applying minimal concentration (0.001%) showed a similar effect to that obtained by applying the maximum concentration (0.013%). The count of LAB and mesophilic aerobic bacteria (MAB) total were lower for the samples containing nisin than control sample, approximately 2 to 3 log cycles for LAB, and 3 or 4 log cycles for MAB, while the pH was maintained until the end of shelf life (60 days); at the same time the pH of the control sample had a significant decrease. Altogether the sliced vacuum-packed cooked ham is a favorable product to the LAB spoilage development, principally to the species Lactobacillus curvatus and Lactobacillus sakei, and that among the studied bacteriocins against the inhibition of LAB, nisin showed effect on the Lactobacillus sakei growth inhibition by studies in MRS broth, and also on the LAB spoilage growth inhibition in sliced vacuum-packed cooked ham, even in smaller quantities than indicated by Brazilian law. / 5000

Dissertação composta por 2 artigos. / INTRODUÇÃO E OBJETIVOS ─ Nos produtos cárneos industrializados cozidos a maior parte da microbiota é inativada pela aplicação de calor em processo que simula uma pasteurização. Esses produtos também recebem aditivos em sua composição que geram efeito inibidor no crescimento de determinados grupos de microrganismos. Com a microbiota patogênica reduzida a níveis aceitáveis, em amostras embaladas a vácuo ou em atmosfera modificada, criam-se condições para o crescimento de bactérias ácido láticas (BAL), descritas como microrganismos Gram positivos, não formadores de esporos, catalase negativa, desprovidos de citocromos, anaeróbios facultativos, fastidiosos, mesofílicos, ácidos tolerante, com metabolismo estritamente fermentativo, que produzem ácido láctico como o principal produto final da fermentação de carboidratos. O desenvolvimento desses microrganismos gera aroma, sabor e aspecto indesejável nos produtos cárneos. Tendo em vista estas considerações, o objetivo geral desse trabalho foi avaliar a possibilidade da inibição do crescimento de BAL em amostras de presunto fatiado embalado a vácuo, pela aplicação de bacteriocinas. Os objetivos específicos incluíram: a quantificação e identificação das espécies de BAL predominantes nas amostras de presunto cozido fatiado embalado a vácuo; o estudo dos ingredientes que compõem a formulação do presunto cozido combinados com nisina e pediocina, realizados em caldo Man Rogosa e Sharp (MRS) pela aplicação da estratégia de planejamento experimental aliada à microbiologia preditiva na avaliação do crescimento do Lactobacillus sakei; a validação dos resultados obtidos nos caldos MRS na matriz alimentar a partir da elaboração de três formulações envolvendo a utilização da nisina e uma formulação controle, submetidas a análises físico-químicas e microbiológicas durante a vida de prateleira do produto. MÉTODOS ─ Inicialmente foi realizada a quantificação das BAL totais presentes, para 4 lotes semanais de presunto cozido fatiado embalado a vácuo, nos tempos de 1 e 45 dias de armazenamento a 4 C e 8 C. Paralelamente foi realizada a identificação fenotípica dos gêneros presentes; adicionalmente, no tempo de 45 dias foram realizadas análises moleculares do gene 16S rRNA para a identificação das espécies predominantes, por meio da qual selecionou-se a espécie Lactobacillus sakei. Posteriormente, utilizou-se uma estratégia sequencial de planejamento experimental, que objetivou estudar a inibição do crescimento celular da espécie Lactobacillus sakei em caldo MRS, aplicando-se um Planejamento Fatorial Fracionário 26-2 com as variáveis cloreto de sódio, tripolifosfato de sódio, lactato de sódio, eritorbato de sódio e as bacteriocinas nisina e pediocina. Adicionalmente foi realizado um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) 22 objetivando otimizar a aplicação de nisina e pediocina por meio da redução das concentrações aplicadas que apresentassem eficiência semelhante, considerando os altos custos desses ingredientes. As respostas estudadas em ambos delineamentos experimentais foram os parâmetros preditos pelos ajuste das curvas de crescimento ao Modelo de Gompertz Modificado, a citar a população máxima atingida (A), velocidade específica máxima de crescimento () e a duração da fase lag (). Para a validação dos resultados obtidos na etapa de estudo em caldo MRS, foram elaboradas três formulações teste (com diferentes concentrações de nisina) e uma controle (sem adição de nisina) para o acompanhamento da vida de prateleira do produto por meio de análises físico-químicas e microbiológicas. PRINCIPAIS RESULTADOS ─ Foram observadas contagens médias de 1,98 log UFC.g-1 no tempo 1 dia; 7,59 log UFC.g-1 a 4 C e 8,25 log UFC.g-1 a 8 C no tempo 45 dias para a contagem total de BAL. As espécies predominantemente identificadas no tempo de 45 dias foram o Lactobacillus curvatus e o Lactobacillus sakei. Na etapa de estudo em caldo MRS, os resultados do Planejamento Fatorial Fracionário evidenciaram que o tripolifosfato de sódio, a nisina e a pediocina, foram as variáveis com efeito estatisticamente significativo (p ≤ 0,05) na inibição do crescimento do Lactobacillus sakei. No Delineamento Composto Central Rotacional, a nisina foi a variável que apresentou efeito significativo na inibição do crescimento do Lactobacillus sakei, indicando a possibilidade de redução na concentração aplicada para níveis inferiores ao indicado pela legislação brasileira (12,5 mg/Kg), com efeito semelhante na inibição. A validação dos estudos em caldo MRS pela aplicação das quantidades reduzidas de nisina (indicadas pelo DCCR) na matriz alimentar, mostrou que a quantidade mínima aplicada (0,001%) apresentou um efeito semelhante na inibição das BAL em relação à quantidade máxima aplicada (0,013%); sendo em ambos os casos eficiente quando comparada à amostra controle. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO ─ De acordo com os resultados obtidos, verificou-se que os principais gêneros de BAL envolvidos na deterioração das amostras de presunto cozido fatiado embalado a vácuo, armazenadas durante 45 dias a 4 C e 8 C, foram o Lactobacillus curvatus e Lactobacillus sakei. A contagem de BAL totais após 45 dias mostrou-se significativamente influenciada pela temperatura de armazenamento, pois as contagens foram maiores para as amostras armazenadas a 8 C quando comparadas às armazenadas a 4 C. Dentre os ingredientes comumente adicionados na formulação do presunto cozido, o tripolifosfato de sódio mostrou efeito significativo na inibição do Lactobacillus sakei nos estudos em caldo MRS. De forma semelhante, a nisina e a pediocina mostraram efeito significativo na redução das contagens do microrganismo estudado quando avaliados pela aplicação de um Planejamento Fatorial Fracionário. No Delineamento Composto Central Rotacional envolvendo as variáveis nisina e pediocina com faixas de estudos redefinidas, a nisina apresentou efeito significativo na inibição do Lactobacillus sakei, quando aplicada em concentrações inferiores ao estipulado pela legislação brasileira. Os resultados obtidos no Delineamento Composto Central Rotacional foram validados pela aplicação das quantidades otimizadas de nisina na matriz alimentar, que mesmo na concentração mínima (0,001%) mostrou um efeito similar ao obtido pela aplicação da concentração máxima (0,013%). A contagem de BAL e bactérias aeróbias mesófilas (BAM) totais mostrou-se inferior para as amostras contendo nisina quando comparada com a amostra controle, em torno de 2 a 3 ciclos logarítmicos para as BAL, e 3 ou 4 ciclos logarítmicos para as BAM; em relação ao pH, o mesmo manteve-se praticamente inalterado até o final da vida de prateleira (60 dias), enquanto o pH da amostra controle diminuiu de forma significativa. De um modo geral constatou-se que o presunto cozido fatiado embalado a vácuo é um produto com condições favoráveis ao desenvolvimento de BAL deteriorantes, a citar as espécies Lactobacillus curvatus e Lactobacillus sakei, e que dentre as bacteriocinas estudadas, a nisina apresentou efeito na inibição do Lactobacillus sakei nos estudos em caldo MRS e também na inibição das BAL deteriorantes totais no presunto cozido fatiado embalado a vácuo, mesmo em concentrações inferiores ao indicado pela legislação brasileira. / INTRODUCTION AND AIMS ─ In processed cooked meat products most of the microbiota is inactivated by heat application process which simulate a pasteurization. These products also receive additives in composition that generate inhibitory effect on the certain microorganisms groups growth. With the reduce of pathogenic microorganisms on vacuum packed or modified atmosphere samples, conditions are created for the lactic acid bacteria (LAB) growth, as described Gram positive, non-spore forming, catalase negative, devoid of cytochromes, facultative anaerobic, fastidious, mesophilic, acid tolerant, strictly fermentative metabolism that produce lactic acid as the major end product of fermentation of carbohydrates. The development of these microorganisms causes aroma, flavour and appearance undesirable in meat products. In view of these considerations, the aim of this work was to evaluate the LAB inhibition growth in samples of sliced vacuum-packed cooked ham, by the application of bacteriocins. Specific aims included: the quantification and identification of species of predominate LAB in the samples of sliced vacuum-packed cooked ham; the study of the ingredients of the formulation of cooked ham combined with nisin and pediocin conducted in Man Rogosa and Sharp (MRS) broth using a strategy of experimental design combined with predictive microbiology on evaluation of Lactobacillus sakei growth; and a validation of results obtained in MRS broths on food matrix by the elaboration of three formulations involving the use of nisin and a control formulation, which were submitted for microbiological and physico-chemical analysis during the shelf life of the product. METHODS ─ Initially, the quantification of total LAB present was performed for 4 weekly batches of sliced vacuum-packed cooked ham at time 1 and 45 days of shelf life storage at 4 C and 8 C. Simultaneously was performed phenotypic identification of the genera present; additionally, at the time of 45 days of storage, was carried out a molecular analyze of 16S rRNA gene for identification of the predominant species, whereby selected the specie Lactobacillus sakei. Subsequently, a strategy of sequential experimental design was performed to evaluate the Lactobacillus sakei cell growth inhibition in MRS broth, applying a Fractional Factorial Design 26-2 with the variables sodium chloride, sodium tripolyphosphate, sodium lactate, sodium erythorbate and the bacteriocins nisin and pediocin. The statistically significant variables in relation to Lactobacillus sakei growth inhibition were selected and a Central Composite Rotatable Design (CCRD) 22 was performed to optimize the application of nisin and pediocin by reducing the concentration applied to present similar efficiency, considering the high cost of these ingredients. The responses studied in both experimental design were the parameters logarithmic increase of population (A), maximum specific growth rate (µ) and lag phase duration (), obtained by the adjustment of Modified Gompertz predictive model. For validation of the results obtained in MRS broth, three test formulations were prepared (with different concentrations of nisin) and a control (without addition of nisin) for monitoring the shelf life of the product by physico-chemical and microbiological analyzes. MAIN RESULTS ─ Mean counts around log 1.98 CFU.g-1 at time 1 day, log 7.59 CFU.g-1 at 4C, and log 8.25 CFU.g-1 at 8C on time 45 days, was detected for the total LAB. The species predominantly identified on time 45 days were Lactobacillus curvatus and Lactobacillus sakei. In step of study in MRS broth, the results of the Fractional Factorial Design showed the sodium tripolyphosphate, nisin and pediocin like variables with statistically significant effects in Lactobacillus sakei growth inhibition. In the Central Composite Rotatable Design, nisin was the variable that had a significant effect in the Lactobacillus sakei growth inhibition, indicating that it may be reduced to smaller amounts than indicated by Brazilian law (12.5 mg/Kg) with similar effect on inhibition. The validation of MRS broth studies for applying the reduced amounts of nisin (indicated by the CCRD) in the food matrix, showed that the minimum amount applied (0.001%) presented a similar effect on LAB growth inhibition related to the maximum quantity applied (0.013%); being efficient in both cases when compared to the control sample. DISCUSSION AND CONCLUSION ─ From the results obtained, was possible to conclude that the LAB comprise the microbiota of sliced vacuum-packed cooked ham and the Lactobacillus curvatus and Lactobacillus sakei were the major species that cause deterioration on the samples stored at 4 C and 8 C for 45 days. Total LAB counts after 45 days was significantly affected by storage temperature, because the counts were higher for samples stored at 8 C compared to the samples stored at 4 C. Among the ingredients added in the formulation of cooked ham, sodium tripolyphosphate showed significant effect in Lactobacillus sakei inhibition in MRS broth. Similarly, nisin and pediocin showed significant effects on microorganism reducing, evaluated by applying a Fractional Factorial Design. The Central Composite Rotatable Design involving the variables nisin and pediocin with redefined ranges of concentrations showed that nisin presented significant effect on the Lactobacillus sakei growth inhibition, when applied in smaller amounts in comparison to the stipulated by Brazilian law. The results obtained in Central Composite Rotatable Design was validated by applying the optimized quantities of nisin in food matrix, that even when applying minimal concentration (0.001%) showed a similar effect to that obtained by applying the maximum concentration (0.013%). The count of LAB and mesophilic aerobic bacteria (MAB) total were lower for the samples containing nisin than control sample, approximately 2 to 3 log cycles for LAB, and 3 or 4 log cycles for MAB, while the pH was maintained until the end of shelf life (60 days); at the same time the pH of the control sample had a significant decrease. Altogether the sliced vacuum-packed cooked ham is a favorable product to the LAB spoilage development, principally to the species Lactobacillus curvatus and Lactobacillus sakei, and that among the studied bacteriocins against the inhibition of LAB, nisin showed effect on the Lactobacillus sakei growth inhibition by studies in MRS broth, and also on the LAB spoilage growth inhibition in sliced vacuum-packed cooked ham, even in smaller quantities than indicated by Brazilian law. / 5000