Mesophilic cellulolytic Clostridium papyrosolvens C7 potentially could be used by industry for ethanol production from cellulose fermentation. The first goal of this study was to determine the pathways utilized by C. papyrosolvens C7 for the fermentation of cellulose and cellobiose, the soluble disaccharide product of cellulose hydrolysis. High-performance-liquid chromatography and gas chromatography analyses showed that acetate, ethanol, formate, lactate, malate, CO2, and H 2 were the end products of cellobiose fermentation by C. papyrosolvens C7. These products were quantified and a fermentation balance was calculated. Based on these analyses and the results of enzyme assays, a biochemical model for the fermentation pathways of C. papyrosolvens C7 is presented. It is suggested that formation of malate, a very uncommon fermentation product, served as an electron consuming reaction used to regenerate electron carriers (e.g., NAD+) during cell growth. In order to facilitate the metabolic engineering of C. papyrosolvens C7 for increased ethanol production and other properties desirable for industrial applications, a genetic exchange system involving the conjugative transposon Tn916 was developed. Tn916 was transferred from Enterococcus faecalis to C. papyrosolvens C7 in filter mating experiments. The tetM marker, conferring resistance to tetracycline, was used in the primary selection of transconjugants. Tn916 transfer frequencies ranged from 10 −7 to 10−5 per recipient. Highest transfer frequencies were obtained when recipient cells received a heat shock treatment, and both the donor and recipient cells were in the logarithmic phase of growth. A tetM gene probe hybridized to chromosomal DNA extracted from randomly selected C. papyrosolvens C7 transconjugants. These experiments indicated that Tn916 inserted into different sites on the chromosome of C. papyrosolvens C7. Tn 916 transposon mutagenesis was used to select low-acid-producing mutants. Fourteen mutant strains were selected by using the proton suicide method. Most of the mutant strains selected showed higher ethanol production. The third goal of this project was to determine the genome size of C. papyrosolvens C7. The restriction enzyme NotI was used to cleave intact C. papyrosolvens C7 DNA in agarose plugs. The resulting five DNA fragments were resolved by using pulse-field gel electrophoresis. The minimum size of the C. papyrosolvens C7 genome was determined to be 4.88 Mb.

Thesis (Ph.D.)--Washington State University, 2005. / (UnM)AAI3184160. Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 66-07, Section: B, page: 3539. Chair: Charles G. Edwards.

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A demanda por frutas e hortaliças frescas, associada à necessidade de maior praticidade da vida atual, está causando um aumento no interesse, por parte dos consumidores, nos produtos minimamente processados (MP). Processamento mínimo inclui as operações de lavagem, corte, descascamento e embalagem do produto. Entre os microrganismos patogênicos que, potencialmente, podem ser transmitidos por vegetais MP citam-se: Listeria monocytogenes, Escherichia coli O157:H7 e Salmonella sp. A pesquisa destes microrganismos é usualmente demorada mas, a cada dia, novos métodos para detecção rápida de patógenos em alimentos são lançados no mercado. Dentre estes métodos, aqueles que empregam ferramentas moleculares têm se tornado mais populares, cabendo destacar os que empregam a reação de polimerização em cadeia (PCR). Para a pesquisa de Listeria monocytogenes existe no mercado o sistema automatizado BAX®System que permite a detecção de L. monocytogenes em, no máximo, 54 h. Neste estudo, buscou-se avaliar a microbiota de vegetais folhosos MP além do emprego do sistema BAX® para a detecção de L. monocytogenes nestes produtos. Foram examinadas, no período de março a julho de 2003, 181 amostras de saladas MP coletadas em diferentes estabelecimentos comerciais no município de São Paulo, SP. Em 133 amostras foram feitas determinações das populações de coliformes totais e fecais, Enterobacteriaceae, microrganismos psicrotróficos aeróbios e pesquisa de Salmonella sp. L. monocytogenes foi pesquisada nas 181 amostras empregando-se o sistema BAX® e, paralelamente, a semeadura do caldo de enriquecimento em placas contendo ágar Palcam e Oxford, com a identificação das colônias suspeitas através de testes bioquímicos tradicionais. Das 133 amostras, 51% apresentaram populações de microrganismos psicrotróficos aeróbios > 106 UFC/g e 42% apresentaram populações de Enterobacteriaceae entre 105 – 106 UFC/g. Coliformes fecais estiveram presente em populações superiores a 102 UFC/g em 97 amostras (73%) e Salmonella foi detectada em 4 amostras (3%). L. monocytogenes estava presente em 1 (0.6%) amostra de espinafre das 181 amostras examinadas, tendo sido detectada, simultaneamente, por ambos os métodos empregados. As outras espécies de Listeria encontradas, empregando-se a semeadura em placa foram: L. welshimeri (1 amostra de alface mimosa) e L. innocua (2 amostras de agrião). Os resultados indicam que grande parte dos vegetais MP examinados, apresentaram qualidade microbiológica deficiente e podem ser veículos de patógenos como a Salmonella. O BAX®System é de grande utilidade para as análises de vegetais MP, que permite a obtenção de resultados mais rapidamente que o método tradicional, sem perda na sensibilidade e na especificidade. / The increasing demand for fresh fruits and vegetables, associated with the desire of convenient goodies, is causing an expansion on the market share of minimally processed products (MP). Minimal processing includes operations such as washing, cutting, peeling and packaging of the product. Amongst pathogenic microorganisms that can be transmitted by MP vegetables are: Listeria monocytogenes (Lm), Escherichia coli O157:H7 and Salmonella sp. Searching for these microorganisms is labor intense and time-consuming, however new methods for fast detection of pathogens are commercially available. Methods employing molecular technology are becoming more popular and the polymerase chain reaction (PCR) is now a good choice. There is an automatized PCR system (BAX®System) that can be used for Lm detection in up to 54 h. The aims of this study was to evaluate the microflora of MP vegetables and to evaluate the effectiveness of the BAX®System for screening Lm on those products. From March to July 2003, 181 samples of MP salads were collected at retail level in the city of São Paulo, SP. Total and faecal coliforms, Enterobacteriaceae, psychrotrophic microorganisms enumeration and Salmonella evaluation were conducted in 133 samples. L. monocytogenes was assessed in 181 samples using the BAX®System and also by plating the enrichment broth onto palcam and Oxford agars. Suspected colonies of Listeria were submited to classical biochemical tests. Population of psychrotrophic microorganisms >106 CFU/g was observed in 51% of the 133 samples and Enterobacteriaceae population between 105 - 106 CFU/g was in 42%. 97 samples (73%) showed population of faecal coliforms >102 CFU/g (Brazilian standard) and Salmonella was detected in 4 samples (3%). L. monocytogenes was detected in 1 spinach sample (0,6%) out of the 181 examined MP vegetables. This positive sample was simultaneously detected by both methods. The other Listeria species identified by plating were L. welshimeri (1 sample of curly lettuce) and L. innocua (2 watercress samples). The results indicate that the MP vegetables had poor microbiological quality and could be vehicle of pathogens such as Salmonella. BAX®System showed good specificity and sensitivity when used for vegetable analysis and was easier to perform and faster than the classical method.

A demanda por frutas e hortaliças frescas, associada à necessidade de maior praticidade da vida atual, está causando um aumento no interesse, por parte dos consumidores, nos produtos minimamente processados (MP). Processamento mínimo inclui as operações de lavagem, corte, descascamento e embalagem do produto. Entre os microrganismos patogênicos que, potencialmente, podem ser transmitidos por vegetais MP citam-se: Listeria monocytogenes, Escherichia coli O157:H7 e Salmonella sp. A pesquisa destes microrganismos é usualmente demorada mas, a cada dia, novos métodos para detecção rápida de patógenos em alimentos são lançados no mercado. Dentre estes métodos, aqueles que empregam ferramentas moleculares têm se tornado mais populares, cabendo destacar os que empregam a reação de polimerização em cadeia (PCR). Para a pesquisa de Listeria monocytogenes existe no mercado o sistema automatizado BAX®System que permite a detecção de L. monocytogenes em, no máximo, 54 h. Neste estudo, buscou-se avaliar a microbiota de vegetais folhosos MP além do emprego do sistema BAX® para a detecção de L. monocytogenes nestes produtos. Foram examinadas, no período de março a julho de 2003, 181 amostras de saladas MP coletadas em diferentes estabelecimentos comerciais no município de São Paulo, SP. Em 133 amostras foram feitas determinações das populações de coliformes totais e fecais, Enterobacteriaceae, microrganismos psicrotróficos aeróbios e pesquisa de Salmonella sp. L. monocytogenes foi pesquisada nas 181 amostras empregando-se o sistema BAX® e, paralelamente, a semeadura do caldo de enriquecimento em placas contendo ágar Palcam e Oxford, com a identificação das colônias suspeitas através de testes bioquímicos tradicionais. Das 133 amostras, 51% apresentaram populações de microrganismos psicrotróficos aeróbios > 106 UFC/g e 42% apresentaram populações de Enterobacteriaceae entre 105 – 106 UFC/g. Coliformes fecais estiveram presente em populações superiores a 102 UFC/g em 97 amostras (73%) e Salmonella foi detectada em 4 amostras (3%). L. monocytogenes estava presente em 1 (0.6%) amostra de espinafre das 181 amostras examinadas, tendo sido detectada, simultaneamente, por ambos os métodos empregados. As outras espécies de Listeria encontradas, empregando-se a semeadura em placa foram: L. welshimeri (1 amostra de alface mimosa) e L. innocua (2 amostras de agrião). Os resultados indicam que grande parte dos vegetais MP examinados, apresentaram qualidade microbiológica deficiente e podem ser veículos de patógenos como a Salmonella. O BAX®System é de grande utilidade para as análises de vegetais MP, que permite a obtenção de resultados mais rapidamente que o método tradicional, sem perda na sensibilidade e na especificidade. / The increasing demand for fresh fruits and vegetables, associated with the desire of convenient goodies, is causing an expansion on the market share of minimally processed products (MP). Minimal processing includes operations such as washing, cutting, peeling and packaging of the product. Amongst pathogenic microorganisms that can be transmitted by MP vegetables are: Listeria monocytogenes (Lm), Escherichia coli O157:H7 and Salmonella sp. Searching for these microorganisms is labor intense and time-consuming, however new methods for fast detection of pathogens are commercially available. Methods employing molecular technology are becoming more popular and the polymerase chain reaction (PCR) is now a good choice. There is an automatized PCR system (BAX®System) that can be used for Lm detection in up to 54 h. The aims of this study was to evaluate the microflora of MP vegetables and to evaluate the effectiveness of the BAX®System for screening Lm on those products. From March to July 2003, 181 samples of MP salads were collected at retail level in the city of São Paulo, SP. Total and faecal coliforms, Enterobacteriaceae, psychrotrophic microorganisms enumeration and Salmonella evaluation were conducted in 133 samples. L. monocytogenes was assessed in 181 samples using the BAX®System and also by plating the enrichment broth onto palcam and Oxford agars. Suspected colonies of Listeria were submited to classical biochemical tests. Population of psychrotrophic microorganisms >106 CFU/g was observed in 51% of the 133 samples and Enterobacteriaceae population between 105 - 106 CFU/g was in 42%. 97 samples (73%) showed population of faecal coliforms >102 CFU/g (Brazilian standard) and Salmonella was detected in 4 samples (3%). L. monocytogenes was detected in 1 spinach sample (0,6%) out of the 181 examined MP vegetables. This positive sample was simultaneously detected by both methods. The other Listeria species identified by plating were L. welshimeri (1 sample of curly lettuce) and L. innocua (2 watercress samples). The results indicate that the MP vegetables had poor microbiological quality and could be vehicle of pathogens such as Salmonella. BAX®System showed good specificity and sensitivity when used for vegetable analysis and was easier to perform and faster than the classical method.

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Uma das propostas atuais para aumentar a vida útil de frutas minimamente processadas (MP) é a busca de um material que seja aderente às superfícies cortadas do fruto para minimizar deteriorações fisiológicas, físicoquímicas e microbianas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito de solução conservadora e películas comestíveis na conservação de maçãs da cultivar Royal Gala MP durante armazenamento refrigerado. Os tratamentos foram o controle, a solução conservadora (1% ácido ascórbico; 0,5% ácido cítrico; 0,7% NaCl; 0,25% CaCl2) e as soluções filmogênicas em associação com a solução conservadora. Foram testadas a dextrina (5,5%), a fécula de mandioca (3%) e o alginato de sódio (2%) com CaCl2 (0,6%). A qualidade das maçãs MP foi monitorada por análises fisiológicas, físicas, físico-químicas, microbiológicas e sensoriais até o 13º dia de armazenamento. A solução conservadora reduziu a taxa respiratória e a produção de etileno em relação ao controle e promoveu maior claridade da polpa. A firmeza dessas maçãs aumentou com o tempo de armazenamento. Os tratamentos com películas apresentaram redução média de 38% na taxa respiratória e mais de 50% na produção de etileno em relação ao controle, sendo o alginato o mais eficiente. A película de alginato vista em microscópio eletrônico de varredura, destacou-se das demais (dextrina e fécula de mandioca) pela homogeneidade e ausência de poros, fato que contribuiu para sua eficiência no controle da taxa respiratória e da produção de etileno. As maçãs MP recobertas com alginato apresentaram melhor retenção de umidade no início do armazenamento, entretanto, houve perda significativa de umidade pelas maçãs durante o armazenamento. A maior concentração de sólidos solúveis foi verificada em maçãs controle, com solução conservadora e com alginato. Maçãs com alginato apresentaram menor acidez e coloração mais escura dentre os tratamentos, respectivamente, em função do pH e da coloração da própria solução filmogênica. Nas maçãs controle os valores de firmeza dos tecidos diminuíram com o armazenamento e nos demais tratamentos, a tendência foi oposta. As coberturas de dextrina e fécula de mandioca tenderam a exercer influência semelhante nas características físicas e físico-químicas das maçãs, apresentando valores intermediários entre os tratamentos com solução conservadora e com alginato. Na maçã inteira (antes do processamento) foi detectada ausência de Salmonella. Quer nas maçãs MP tratadas com película ou sem película, não foram detectados coliformes totais e fecais durante todo o armazenamento. No tratamento que utilizou apenas solução conservadora as maçãs MP apresentaram notas mais próximas do natural (maçãs recém-cortadas) pela análise sensorial descritiva quantitativa, tendo com isso melhor aceitação em relação aos parâmetros de aparência, aroma, sabor e textura. Os tratamentos com película apresentaram boa aceitação pelos provadores, exceto as maçãs MP com alginato, que proporcionaram certa estranheza devido ao brilho da película. O produto foi classificado como de aparência artificial e seu sabor como sendo de "fruta passada". / One of the current proposals to increase the shelf life of the minimally processed (MP) fruits is the investigation of a material that is adherent to the cut surface of the fruit in order to minimize physiological, physico-chemical and microbial deteriorations. The goal of the study is to evaluate the effect of preservative solution and edible coatings in the conservation of the MP apples of Royal Gala cultivar during the refrigerated storage. The treatments are control, the preservative solution (1% of ascorbic acid; 0.5% of citric acid; 0.7% of NaCl; 0.25% of CaCl2) and the filmogenic solution associated with the preservative one. It was tested the dextrin (5.5%), cassava starch (3%) and sodium alginate (2%) with CaCl2 (0.6%). The quality of the MP apples was monitored by physiological, physical, physico-chemical, microbiological and sensorial analysis until the 13th day of storage. The preservative solution decreased the respiratory rate and the ethylene production compared to the control and, promoted a lighter pulp. The firmness of these apples increased with the time of storage. The treatment with coatings showed an average decrease of 38% in the respiratory rate and more than 50% in ethylene production compared to the control, being the alginate based the most efficient. The alginate coating, seen from a scanning electron microscope, detaches from the others (dextrin and cassava starch) because of its homogeneities and absence of pores, fact that contributed to its efficiency in controlling the respiratory rate and ethylene production. The MP apples with alginate coating presented a better retention of moisture in the beginning of storage, however, there was significant loss of moisture content with the storage time. The higher soluble solids concentrations were verified in the apples of control, with conservative solution and with alginate. Apples with alginate presented less acidity and a darker coloration among the treatments because of the pH and the coloration of the filmogenic solution itself. In the apples in control, the firmness of the tissue decreased during storage and in the other treatments, the tendency was the opposite. The cover of dextrin and cassava starch tended to likely influence the physical and physico-chemical characteristics of the apples, showing intermediated values compared to preservative solution and alginate treatments. In the whole fruit (before the processing), it was detected absence of Salmonella. As well as in the MP apples treated with or without coatings, it was detected no total and fecal coliforms during storage. In the treatment that used only the preservative solution, the MP apples presented grades very close to natural (apples just cutted) by the quantitative descriptive sensorial analyses, thus having the best acceptation related to the appearance, smell, taste and texture. The treatments with coatings presented a good acceptation from the tasters, except the MP apples with alginate that appear a little strange due the coating bright. The product was classified as artificial in appearance and deteriorated-fruit in taste.

Uma das propostas atuais para aumentar a vida útil de frutas minimamente processadas (MP) é a busca de um material que seja aderente às superfícies cortadas do fruto para minimizar deteriorações fisiológicas, físicoquímicas e microbianas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito de solução conservadora e películas comestíveis na conservação de maçãs da cultivar Royal Gala MP durante armazenamento refrigerado. Os tratamentos foram o controle, a solução conservadora (1% ácido ascórbico; 0,5% ácido cítrico; 0,7% NaCl; 0,25% CaCl2) e as soluções filmogênicas em associação com a solução conservadora. Foram testadas a dextrina (5,5%), a fécula de mandioca (3%) e o alginato de sódio (2%) com CaCl2 (0,6%). A qualidade das maçãs MP foi monitorada por análises fisiológicas, físicas, físico-químicas, microbiológicas e sensoriais até o 13º dia de armazenamento. A solução conservadora reduziu a taxa respiratória e a produção de etileno em relação ao controle e promoveu maior claridade da polpa. A firmeza dessas maçãs aumentou com o tempo de armazenamento. Os tratamentos com películas apresentaram redução média de 38% na taxa respiratória e mais de 50% na produção de etileno em relação ao controle, sendo o alginato o mais eficiente. A película de alginato vista em microscópio eletrônico de varredura, destacou-se das demais (dextrina e fécula de mandioca) pela homogeneidade e ausência de poros, fato que contribuiu para sua eficiência no controle da taxa respiratória e da produção de etileno. As maçãs MP recobertas com alginato apresentaram melhor retenção de umidade no início do armazenamento, entretanto, houve perda significativa de umidade pelas maçãs durante o armazenamento. A maior concentração de sólidos solúveis foi verificada em maçãs controle, com solução conservadora e com alginato. Maçãs com alginato apresentaram menor acidez e coloração mais escura dentre os tratamentos, respectivamente, em função do pH e da coloração da própria solução filmogênica. Nas maçãs controle os valores de firmeza dos tecidos diminuíram com o armazenamento e nos demais tratamentos, a tendência foi oposta. As coberturas de dextrina e fécula de mandioca tenderam a exercer influência semelhante nas características físicas e físico-químicas das maçãs, apresentando valores intermediários entre os tratamentos com solução conservadora e com alginato. Na maçã inteira (antes do processamento) foi detectada ausência de Salmonella. Quer nas maçãs MP tratadas com película ou sem película, não foram detectados coliformes totais e fecais durante todo o armazenamento. No tratamento que utilizou apenas solução conservadora as maçãs MP apresentaram notas mais próximas do natural (maçãs recém-cortadas) pela análise sensorial descritiva quantitativa, tendo com isso melhor aceitação em relação aos parâmetros de aparência, aroma, sabor e textura. Os tratamentos com película apresentaram boa aceitação pelos provadores, exceto as maçãs MP com alginato, que proporcionaram certa estranheza devido ao brilho da película. O produto foi classificado como de aparência artificial e seu sabor como sendo de “fruta passada”. / One of the current proposals to increase the shelf life of the minimally processed (MP) fruits is the investigation of a material that is adherent to the cut surface of the fruit in order to minimize physiological, physico-chemical and microbial deteriorations. The goal of the study is to evaluate the effect of preservative solution and edible coatings in the conservation of the MP apples of Royal Gala cultivar during the refrigerated storage. The treatments are control, the preservative solution (1% of ascorbic acid; 0.5% of citric acid; 0.7% of NaCl; 0.25% of CaCl2) and the filmogenic solution associated with the preservative one. It was tested the dextrin (5.5%), cassava starch (3%) and sodium alginate (2%) with CaCl2 (0.6%). The quality of the MP apples was monitored by physiological, physical, physico-chemical, microbiological and sensorial analysis until the 13th day of storage. The preservative solution decreased the respiratory rate and the ethylene production compared to the control and, promoted a lighter pulp. The firmness of these apples increased with the time of storage. The treatment with coatings showed an average decrease of 38% in the respiratory rate and more than 50% in ethylene production compared to the control, being the alginate based the most efficient. The alginate coating, seen from a scanning electron microscope, detaches from the others (dextrin and cassava starch) because of its homogeneities and absence of pores, fact that contributed to its efficiency in controlling the respiratory rate and ethylene production. The MP apples with alginate coating presented a better retention of moisture in the beginning of storage, however, there was significant loss of moisture content with the storage time. The higher soluble solids concentrations were verified in the apples of control, with conservative solution and with alginate. Apples with alginate presented less acidity and a darker coloration among the treatments because of the pH and the coloration of the filmogenic solution itself. In the apples in control, the firmness of the tissue decreased during storage and in the other treatments, the tendency was the opposite. The cover of dextrin and cassava starch tended to likely influence the physical and physico-chemical characteristics of the apples, showing intermediated values compared to preservative solution and alginate treatments. In the whole fruit (before the processing), it was detected absence of Salmonella. As well as in the MP apples treated with or without coatings, it was detected no total and fecal coliforms during storage. In the treatment that used only the preservative solution, the MP apples presented grades very close to natural (apples just cutted) by the quantitative descriptive sensorial analyses, thus having the best acceptation related to the appearance, smell, taste and texture. The treatments with coatings presented a good acceptation from the tasters, except the MP apples with alginate that appear a little strange due the coating bright. The product was classified as artificial in appearance and deteriorated-fruit in taste.