Thesis (M.S.P.H.)--University of Michigan, 1941.

Thesis (M.S.P.H.)--University of Michigan, 1941.

Thesis (M. Tech. (Biomedical Technology)) -- Central University of technology, Free State, 2013 / The objective of this study was to determine the prevalence of Listeria monocytogenes and also to assess the general hygiene of fresh milk in the Maseru area, Lesotho. A total of 200 milk samples (40 pasteurised and 160 raw milk samples) were used for the research. Raw milk samples were collected from the local farmers at the Dairy reception as they bring it for selling. Pasteurised milk samples were bought from different milk selling points in the Maseru area. The total aerobic plate count, total coliform count and total E. coli count for 160 raw milk samples and 40 pasteurised samples were performed to determine the quality of milk. Milk was enriched in selective broths to increase detection sensitivity and was directly plated on selective agars for direct bacterial enumeration. About 54.4% of the of the raw milk samples had total aerobic plate counts greater that 200 000 cfu/ml while 55.6% (89/160) of the raw samples had high counts of greater than 20 cfu/ml for total coliforms, and 21.9% (35/160) of the samples had higher than expected total E. coli counts. High total coliform count was detected in 17.5% (7/40) of the pasteurised milk samples and about 67.5% (27/40) of these samples exceeded the limit for total aerobic plate counts. The counts exceeded the milk standards for pasteurised milk. Phosphatase activity was detected in seven pasteurised milk samples, whereas 33 tested negative for phosphatase activity. Some pasteurised milk samples tested positive for coliform counts which exceeded the maximum limits according to national standards for pasteurised milk. However, most of the pasteurised samples (82.5%) had acceptable counts of less than 20 cfu/ml. API and PCR were used for confirmation and amplification of the isolated Listeria strains. The prevalence of Listeria was found to be (3.75%). Listeria species were found in 6 out of 200 samples tested (160 raw milk samples and 40 pasteurised milk), and were only detected in the raw milk samples. Five species belonged to Listeria monocytogenes and one was Listeria innocua. None of the Listeria was detected in the pasteurised milk samples. Serotyping was done through multiplex PCR with D1, D2, FlaA and GLT primers to determine the serovar groups of L. monocytogenes. All six isolates revealed 214 bp gene which identifies the serotypes in Lineages I or III. The genetic fingerprinting of the isolated Listeria was also determined. Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus (ERIC) sequence-based PCR was used to generate DNA fingerprints with ERIC specific primers. On the basis of ERIC-PCR fingerprints, three different DNA patterns could be discriminated among the analysed isolates. Three L. monocytogenes isolates showed similar DNA banding patterns, while two isolates both had different profiles. A questionnaire was used to determine consumption of raw (unpasteurised) milk or pasteurised milk and its products and it was completed by 300 households from the community. Although there was no indicated prevalence of raw (unpasteurised) milk consumption from the community, participants indicated symptoms alleged to consumption of pasteurised milk and/or milk products. According to community perception some of the dairy products consumed were allegedly implicated in food poisoning illnesses experienced. Participants indicated more symptoms with both fresh and sour milk consumption than in cheese and yogurt consumption.

CAPES / O leite é um alimento com poder nutricional considerável e, por ser rico em componentes nutritivos, apresenta-se como um ótimo meio de crescimento para microrganismos. Portanto, o leite “cru”, deve passar por um tratamento térmico para reduzir ou eliminar as bactérias nocivas. O consumo de leite que tenha passado por um tratamento inadequado pode levar a infecções devido a diversos agentes patogênicos como, por exemplo, a Salmonella spp.. Por ser altamente nociva, a presença desta bactéria em alimentos é intolerável, tornando obrigatórios os testes microbiológicos de amostras de alimentos para determinar a presença deste microrganismo. Os métodos convencionais para a detecção da Salmonella spp. são lentos e trabalhosos, exigem o uso de volumes consideráveis de meios líquidos e sólidos e reagentes. Desta forma, metodologias alternativas que apresentem vantagens, tais como um custo relativamente baixo, rapidez, não ser destrutiva, ser livre de uso de reagentes, e consequentemente, não gerar Q Residuals, são demandas urgentes no controle de qualidade deste tipo de alimento. Assim, esta pesquisa teve como objetivo oferecer uma metodologia alternativa baseada em Espectroscopia no Infravermelho Próximo (NIR) para discriminar entre presença e ausência de Salmonella spp. em leite integral e desnatado UHT (Ultra High Temperature). Para isso, foram adquiridas diferentes amostras de leite integral e desnatado, ambos tratados de forma UHT. O tratamento dos dados foi realizado em software Matlab®, utilizando-se ferramentas do PLS toolbox®. Os modelos PLS-DA obtidos foram centrados na média, utilizando-se validação cruzada com algoritmo “deixe um fora”. O modelo para a discriminação de amostras de leite desnatado foi construído utilizando-se 4 variáveis latentes e apresentou RMSEC = 0,1639; RMSECV = 0,2084 e RMSEP = 0,0971. Já para leite integral, o modelo foi construído utilizandose 6 variáveis latentes com valores de RMSEC = 0,1351; RMSECV = 0,2076 e RMSEP = 0,0928. Os resultados mostraram que a metodologia sugerida foi capaz de discriminar as amostras contaminadas das não contaminadas com êxito, apresentando potencial para implementação no setor de controle de qualidade deste tipo de alimento. / Milk is a food with significant nutritional value and for being rich in nutritional constituents is presented as a great growth medium for microorganisms. Therefore, the "raw" milk, must undergo a thermal treatment to reduce or eliminate the most harmful bacteria. The consumption of milk that has passed through improper treatment, can lead to infections due to various pathogens such as, Salmonella spp.. For being highly detrimental, the presence of these bacteria in food is intolerable, making the microbiological food testing’sto determine the presence of this microorganism, absolutely required. Conventional methods to detect Salmonella spp. are laborious, requiring the use of significant amounts of liquid and solid media and reagents, besides demanding time-consuming procedures. Therefore, alternative methods which provide advantages, such as, relatively low cost, fast, non-destructive, free of reagents and, consequently, which does not generate waste are urgent demand did to the quality control of this kind of food. Thus, this research aimed to offer an alternative methodology based on Near Infrared (NIR) spectroscopy to discriminate between the presence and absence of Salmonella spp. in whole and skimmed UHT milk. Different samples of whole and skimmed milk, both treated through UHT were submitted to data analysis conducted in Matlab ® software, using PLS toolbox® tools. The PLS-DA models were median centered and cross-validated using leave one out algorithm. The model to discriminate skimmed milk samples was constructed using four latent variables and presented RMSEC = 0.1639; RMSECV = 0.2084 and RMSEP = 0.0971. To the whole milk, the model was built using six latent variables with RMSEC = 0.1351 values; RMSECV = 0.2076 and RMSEP = 0.0928. The results showed that the suggested methodology was able to differentiate between contaminated and uncontaminated samples successfully, presenting potential to be implemented in the quality control sector of milk industry.

CNPQ / O leite é uma das principais fontes de nutrientes da dieta humana e é um alimento que acompanha o ser humano durante toda a vida, tanto como leite de consumo como através de seus derivados. O leite pode apresentar contaminação oriunda de diversas fontes, relacionados desde a ordenha até o processo de beneficiamento do mesmo. Dentre esses contaminantes, destacam-se as micotoxinas, que são metabólitos tóxicos produzidos por fungos em condições de estresse. Estudos correlacionam a ocorrência de micotoxinas em leite e derivados lácteos, com ênfase na aflatoxina M1 (AFM1) que é regulamentada pela legislação vigente. Apesar da maior parte da literatura afirmar que a aflatoxina B1 (AFB1) é completamente convertida em AFM1, resultados preliminares tem sugerido que isso não é verdadeiro, o que vem a justificar que a mesma passe, também, a ser analisada, uma vez que a toxicidade da AFB1 é maior que a da AFM1. Na área de leite e derivados lácteos, estudos têm sugerido que as aflatoxinas, em especial a AFM1, localizam-se predominantemente nas frações proteicas. Porém, a elucidação da interação entre AFM1 e fração proteica permanece sem conclusão definitiva, o que sugere um campo amplo de estudo nesta área. Ainda, tendo em vista que a concentração de aflatoxinas é predominante na fração proteica e que pode haver uma interação química entre esta fração e aflatoxinas, os tratamentos térmicos aos quais o leite é submetido podem causar alterações significativas nas estruturas dessas proteínas e, por conseguinte, nas interações entre proteínas e AFM1 e AFB1. Portanto, o entendimento da natureza das ligações entre as AFM1 e AFB1 às proteínas do leite é imprescindível para a compreensão da biodisponibilidade dessas micotoxinas em animais e seres humanos. Desta forma, o objetivo do trabalho foi verificar o efeito do tratamento térmico e da digestibilidade sobre a interação proteína-aflatoxina. Para isso, foram contaminados amostras de solução de caseína bovina e leite desnatado com AFB1 (200 µg.L-1) e AFM1 (20 µg.L-1), posteriormente submetidas a pasteurização e digestão in vitro. As determinações realizadas consistiram na quantificação das AFLB1 e M1 por Cromatografia à Líquido de Ultra Alta Eficiência, Espectroscopia na região do infra vermelho (FTIR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Espectroscopia de fluorescência. Não houve redução da concentração de AFB1 e AFM1 após o tratamento térmico e a bioacessibilidade foi de 91,2% 70,5% e 90,9% e 69,7%, respetivamente, para caseína bovina e leite desnatado. Avaliando quantitativamente as estruturas secundárias da solução de caseína bovina e leite desnatado contaminados com AFB1 e AFM1 as principais mudanças ocorreram nas estruturas β-volta, β-anti e β-folha. Com a análise de DSC observou-se picos exotérmicos para ambos os ensaios, com variação de entalpia (∆H) após cada ensaio. Em relação aos espectros de fluorescência, foi possível verificar que as AFB1 e AFM1 promoveram redução da fluorescência original das proteínas lácteas. Pelos resultados obtidos, é possível concluir que a concentração das AFB1 e M1 não foram reduzidas pela temperaturaempregada, provavelmente pela interação proteínas do leite-aflatoxina, resultando numa bioacessibilidade relativamente elevada. / Milk and derivates are one of the main sources of nutrients of the human diet and is a food that follow's man during all of your life. The milk may be contaminated from several sources, related since milking until the beneficiation process. Among these contaminants, highlights are the mycotoxins, which are toxic metabolites produced by fungus in conditions of stress. Studies related to the occurrence of mycotoxins in milk and milk products, with the emphasis on aflatoxin M1 (AFM1) which is ruled by Brazilian law. While most of the literature stating that aflatoxin B1 (AFB1) is completely converted into AFM1, preliminary results have suggested that this is not true, justifying that it passes also to analyze because the toxicity of AFB1 is greater than the AFM1. In the milk and dairy products, studies have suggested that aflatoxins, in particular AFM1, are located predominantly in protein fractions. However, the elucidation of the interaction between AFM1 and protein fraction remains without definitive conclusion, suggesting a large broad field of study in this area. Also considering that the concentration of aflatoxins are prevalent in the protein fractions and can have a chemical interaction between these fractions and aflatoxins, the thermal treatments that the milk is subjected can cause significant changes in these proteins structures and consequently in interactions between proteins and AFM1 and AFB1. Therefore, the knowledge of nature of the links between AFM1 and AFB1 to milk proteins is indispensable for understanding the bioavailability of these mycotoxins in animals and humans. Thus, the aim of this study was to investigate the effect of thermal treatment and the digestibility of the interaction protein-aflatoxin. For this, samples of bovine casein solution and skimmed milk were contaminated with AFB1 (200 μg.L-1) and AFM1 (20 μg.L-1), and then submitted to pasteurization and in vitro digestion. The carried analyzes consisted in quantifying AFB1 and AFM1using high performance liquid chromatography, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and fluorescence spectroscopy. There was no reduction in the concentration of AFB1 and AFM1 and after the thermal treatment the bioaccessibility was 91.2% and 70.5%, 90.9% and 69.7%, respectively, for bovine casein and skim milk. In quantitative assessments of the secondary structures of bovine casein and skim milk contaminated with AFB1 and AFM1 the major changes occurred in the β-turn structures, β-anti and β-sheet. With the DSC analysis was observed exothermic peaks for both tests, the change of enthalpy (∆H) after each test. Regarding the fluorescence spectra, we found that AFB1 and AFM1 promoted reduction of the original fluorescence of milk proteins. From the results, it may be concluded that the concentration of AFB1 and M1 not been reduced by the temperature applied, probably by the interaction between milk protein and aflatoxin, resulting in a relatively high bioaccessibility.

CAPES / O leite é um alimento com poder nutricional considerável e, por ser rico em componentes nutritivos, apresenta-se como um ótimo meio de crescimento para microrganismos. Portanto, o leite “cru”, deve passar por um tratamento térmico para reduzir ou eliminar as bactérias nocivas. O consumo de leite que tenha passado por um tratamento inadequado pode levar a infecções devido a diversos agentes patogênicos como, por exemplo, a Salmonella spp.. Por ser altamente nociva, a presença desta bactéria em alimentos é intolerável, tornando obrigatórios os testes microbiológicos de amostras de alimentos para determinar a presença deste microrganismo. Os métodos convencionais para a detecção da Salmonella spp. são lentos e trabalhosos, exigem o uso de volumes consideráveis de meios líquidos e sólidos e reagentes. Desta forma, metodologias alternativas que apresentem vantagens, tais como um custo relativamente baixo, rapidez, não ser destrutiva, ser livre de uso de reagentes, e consequentemente, não gerar Q Residuals, são demandas urgentes no controle de qualidade deste tipo de alimento. Assim, esta pesquisa teve como objetivo oferecer uma metodologia alternativa baseada em Espectroscopia no Infravermelho Próximo (NIR) para discriminar entre presença e ausência de Salmonella spp. em leite integral e desnatado UHT (Ultra High Temperature). Para isso, foram adquiridas diferentes amostras de leite integral e desnatado, ambos tratados de forma UHT. O tratamento dos dados foi realizado em software Matlab®, utilizando-se ferramentas do PLS toolbox®. Os modelos PLS-DA obtidos foram centrados na média, utilizando-se validação cruzada com algoritmo “deixe um fora”. O modelo para a discriminação de amostras de leite desnatado foi construído utilizando-se 4 variáveis latentes e apresentou RMSEC = 0,1639; RMSECV = 0,2084 e RMSEP = 0,0971. Já para leite integral, o modelo foi construído utilizandose 6 variáveis latentes com valores de RMSEC = 0,1351; RMSECV = 0,2076 e RMSEP = 0,0928. Os resultados mostraram que a metodologia sugerida foi capaz de discriminar as amostras contaminadas das não contaminadas com êxito, apresentando potencial para implementação no setor de controle de qualidade deste tipo de alimento. / Milk is a food with significant nutritional value and for being rich in nutritional constituents is presented as a great growth medium for microorganisms. Therefore, the "raw" milk, must undergo a thermal treatment to reduce or eliminate the most harmful bacteria. The consumption of milk that has passed through improper treatment, can lead to infections due to various pathogens such as, Salmonella spp.. For being highly detrimental, the presence of these bacteria in food is intolerable, making the microbiological food testing’sto determine the presence of this microorganism, absolutely required. Conventional methods to detect Salmonella spp. are laborious, requiring the use of significant amounts of liquid and solid media and reagents, besides demanding time-consuming procedures. Therefore, alternative methods which provide advantages, such as, relatively low cost, fast, non-destructive, free of reagents and, consequently, which does not generate waste are urgent demand did to the quality control of this kind of food. Thus, this research aimed to offer an alternative methodology based on Near Infrared (NIR) spectroscopy to discriminate between the presence and absence of Salmonella spp. in whole and skimmed UHT milk. Different samples of whole and skimmed milk, both treated through UHT were submitted to data analysis conducted in Matlab ® software, using PLS toolbox® tools. The PLS-DA models were median centered and cross-validated using leave one out algorithm. The model to discriminate skimmed milk samples was constructed using four latent variables and presented RMSEC = 0.1639; RMSECV = 0.2084 and RMSEP = 0.0971. To the whole milk, the model was built using six latent variables with RMSEC = 0.1351 values; RMSECV = 0.2076 and RMSEP = 0.0928. The results showed that the suggested methodology was able to differentiate between contaminated and uncontaminated samples successfully, presenting potential to be implemented in the quality control sector of milk industry.

CNPQ / O leite é uma das principais fontes de nutrientes da dieta humana e é um alimento que acompanha o ser humano durante toda a vida, tanto como leite de consumo como através de seus derivados. O leite pode apresentar contaminação oriunda de diversas fontes, relacionados desde a ordenha até o processo de beneficiamento do mesmo. Dentre esses contaminantes, destacam-se as micotoxinas, que são metabólitos tóxicos produzidos por fungos em condições de estresse. Estudos correlacionam a ocorrência de micotoxinas em leite e derivados lácteos, com ênfase na aflatoxina M1 (AFM1) que é regulamentada pela legislação vigente. Apesar da maior parte da literatura afirmar que a aflatoxina B1 (AFB1) é completamente convertida em AFM1, resultados preliminares tem sugerido que isso não é verdadeiro, o que vem a justificar que a mesma passe, também, a ser analisada, uma vez que a toxicidade da AFB1 é maior que a da AFM1. Na área de leite e derivados lácteos, estudos têm sugerido que as aflatoxinas, em especial a AFM1, localizam-se predominantemente nas frações proteicas. Porém, a elucidação da interação entre AFM1 e fração proteica permanece sem conclusão definitiva, o que sugere um campo amplo de estudo nesta área. Ainda, tendo em vista que a concentração de aflatoxinas é predominante na fração proteica e que pode haver uma interação química entre esta fração e aflatoxinas, os tratamentos térmicos aos quais o leite é submetido podem causar alterações significativas nas estruturas dessas proteínas e, por conseguinte, nas interações entre proteínas e AFM1 e AFB1. Portanto, o entendimento da natureza das ligações entre as AFM1 e AFB1 às proteínas do leite é imprescindível para a compreensão da biodisponibilidade dessas micotoxinas em animais e seres humanos. Desta forma, o objetivo do trabalho foi verificar o efeito do tratamento térmico e da digestibilidade sobre a interação proteína-aflatoxina. Para isso, foram contaminados amostras de solução de caseína bovina e leite desnatado com AFB1 (200 µg.L-1) e AFM1 (20 µg.L-1), posteriormente submetidas a pasteurização e digestão in vitro. As determinações realizadas consistiram na quantificação das AFLB1 e M1 por Cromatografia à Líquido de Ultra Alta Eficiência, Espectroscopia na região do infra vermelho (FTIR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Espectroscopia de fluorescência. Não houve redução da concentração de AFB1 e AFM1 após o tratamento térmico e a bioacessibilidade foi de 91,2% 70,5% e 90,9% e 69,7%, respetivamente, para caseína bovina e leite desnatado. Avaliando quantitativamente as estruturas secundárias da solução de caseína bovina e leite desnatado contaminados com AFB1 e AFM1 as principais mudanças ocorreram nas estruturas β-volta, β-anti e β-folha. Com a análise de DSC observou-se picos exotérmicos para ambos os ensaios, com variação de entalpia (∆H) após cada ensaio. Em relação aos espectros de fluorescência, foi possível verificar que as AFB1 e AFM1 promoveram redução da fluorescência original das proteínas lácteas. Pelos resultados obtidos, é possível concluir que a concentração das AFB1 e M1 não foram reduzidas pela temperaturaempregada, provavelmente pela interação proteínas do leite-aflatoxina, resultando numa bioacessibilidade relativamente elevada. / Milk and derivates are one of the main sources of nutrients of the human diet and is a food that follow's man during all of your life. The milk may be contaminated from several sources, related since milking until the beneficiation process. Among these contaminants, highlights are the mycotoxins, which are toxic metabolites produced by fungus in conditions of stress. Studies related to the occurrence of mycotoxins in milk and milk products, with the emphasis on aflatoxin M1 (AFM1) which is ruled by Brazilian law. While most of the literature stating that aflatoxin B1 (AFB1) is completely converted into AFM1, preliminary results have suggested that this is not true, justifying that it passes also to analyze because the toxicity of AFB1 is greater than the AFM1. In the milk and dairy products, studies have suggested that aflatoxins, in particular AFM1, are located predominantly in protein fractions. However, the elucidation of the interaction between AFM1 and protein fraction remains without definitive conclusion, suggesting a large broad field of study in this area. Also considering that the concentration of aflatoxins are prevalent in the protein fractions and can have a chemical interaction between these fractions and aflatoxins, the thermal treatments that the milk is subjected can cause significant changes in these proteins structures and consequently in interactions between proteins and AFM1 and AFB1. Therefore, the knowledge of nature of the links between AFM1 and AFB1 to milk proteins is indispensable for understanding the bioavailability of these mycotoxins in animals and humans. Thus, the aim of this study was to investigate the effect of thermal treatment and the digestibility of the interaction protein-aflatoxin. For this, samples of bovine casein solution and skimmed milk were contaminated with AFB1 (200 μg.L-1) and AFM1 (20 μg.L-1), and then submitted to pasteurization and in vitro digestion. The carried analyzes consisted in quantifying AFB1 and AFM1using high performance liquid chromatography, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and fluorescence spectroscopy. There was no reduction in the concentration of AFB1 and AFM1 and after the thermal treatment the bioaccessibility was 91.2% and 70.5%, 90.9% and 69.7%, respectively, for bovine casein and skim milk. In quantitative assessments of the secondary structures of bovine casein and skim milk contaminated with AFB1 and AFM1 the major changes occurred in the β-turn structures, β-anti and β-sheet. With the DSC analysis was observed exothermic peaks for both tests, the change of enthalpy (∆H) after each test. Regarding the fluorescence spectra, we found that AFB1 and AFM1 promoted reduction of the original fluorescence of milk proteins. From the results, it may be concluded that the concentration of AFB1 and M1 not been reduced by the temperature applied, probably by the interaction between milk protein and aflatoxin, resulting in a relatively high bioaccessibility.