Amido nativo (AN) extraído das sementes de pinhão foi modificado por duas metodologias: hidrólise ácida (AHA) e ultrassom (AUS). As três amostras – AN, AHA e AUS - foram submetidas à secagem em spray dryer. Efetuaram-se análises de composição centesimal, características reológicas e morfologia por microscopia eletrônica de varredura. As moléculas de amido modificado por ondas ultrassônicas e por hidrólise ácida atingiram tamanho nanométrico, representando redução de aproximadamente 97% e 99,85%, respectivamente. As três amostras foram significativamente diferentes em relação ao teor de amido e amilose, ao percentual de sinérese e a colorimetria. A amostra AHA diferiu das demais em termos de solubilidade (mais solúvel), higroscopicidade (mais higroscópica) e claridade de pasta (mais translúcida). As amostras AN e AUS tiveram suas cargas aparentes modificadas com adição de anidrido succínico para a incorporação de nisina através da atração eletrostática. Alíquotas dessas amostras foram dispostas em placas com ágar BHI previamente inoculadas com Listeria monocytogenes. Estas foram mantidas em diferentes temperaturas, 4 e 37ºC. A avaliação da atividade antimicrobiana foi medida através do halo de inibição. As placas armazenadas a temperatura mais baixa apresentaram maior atividade no decorrer dos 21 dias quando comparadas as mantidas a 37ᵒC. Neste estudo pode-se observar que as modificações realizadas nas moléculas de amido pinhão atingiram escala nanométrica e que a incorporação de nisina na superfície destas foi eficaz, resultando na inibição da L. monocytogenes através da formação de halos de inibição. / Native starch (AN) extracted from the seeds of pinhão was modified by two methods: acid hydrolysis (AHA) and ultrasound (AUS). The three samples - AN, AHA and AUS - were subjected to spray drying. We carried out analyzes of chemical composition, rheological characteristics and morphology by scanning electron microscopy. The modified starch molecules by ultrasonic waves and by acid hydrolysis achieved nanosize, representing a reduction of approximately 97% and 99.85% respectively. The three samples were significantly different in four items: starch and amylose content, the percentage of syneresis and colorimetry. The AHA sample differed from the others in terms of solubility (more soluble), hygroscopicity (more hygroscopic) and paste clarity (more translucent). The samples of AN and AUS had their aparent charge modified with addition of succinic anhydride to incorporation of microspheres of nisin by electrostatic attraction. Aliquots of these samples were placed in Petri dishes containing BHI agar inoculated with Listeria monocytogenes. These were kept at different temperatures, 4 and 37 ° C. The antimicrobial activity was measured by the inhibition zone. The plates stored at lower temperature showed greater activity during the 21 days when compared with those maintained at 37 ᵒ C. In this study it can be seen that the nanomolecules with microspheres nisin showed antimicrobial activity lower than the molecules of pinhão native starch microspheres nisin, suggesting that they have low stability.

Amido nativo (AN) extraído das sementes de pinhão foi modificado por duas metodologias: hidrólise ácida (AHA) e ultrassom (AUS). As três amostras – AN, AHA e AUS - foram submetidas à secagem em spray dryer. Efetuaram-se análises de composição centesimal, características reológicas e morfologia por microscopia eletrônica de varredura. As moléculas de amido modificado por ondas ultrassônicas e por hidrólise ácida atingiram tamanho nanométrico, representando redução de aproximadamente 97% e 99,85%, respectivamente. As três amostras foram significativamente diferentes em relação ao teor de amido e amilose, ao percentual de sinérese e a colorimetria. A amostra AHA diferiu das demais em termos de solubilidade (mais solúvel), higroscopicidade (mais higroscópica) e claridade de pasta (mais translúcida). As amostras AN e AUS tiveram suas cargas aparentes modificadas com adição de anidrido succínico para a incorporação de nisina através da atração eletrostática. Alíquotas dessas amostras foram dispostas em placas com ágar BHI previamente inoculadas com Listeria monocytogenes. Estas foram mantidas em diferentes temperaturas, 4 e 37ºC. A avaliação da atividade antimicrobiana foi medida através do halo de inibição. As placas armazenadas a temperatura mais baixa apresentaram maior atividade no decorrer dos 21 dias quando comparadas as mantidas a 37ᵒC. Neste estudo pode-se observar que as modificações realizadas nas moléculas de amido pinhão atingiram escala nanométrica e que a incorporação de nisina na superfície destas foi eficaz, resultando na inibição da L. monocytogenes através da formação de halos de inibição. / Native starch (AN) extracted from the seeds of pinhão was modified by two methods: acid hydrolysis (AHA) and ultrasound (AUS). The three samples - AN, AHA and AUS - were subjected to spray drying. We carried out analyzes of chemical composition, rheological characteristics and morphology by scanning electron microscopy. The modified starch molecules by ultrasonic waves and by acid hydrolysis achieved nanosize, representing a reduction of approximately 97% and 99.85% respectively. The three samples were significantly different in four items: starch and amylose content, the percentage of syneresis and colorimetry. The AHA sample differed from the others in terms of solubility (more soluble), hygroscopicity (more hygroscopic) and paste clarity (more translucent). The samples of AN and AUS had their aparent charge modified with addition of succinic anhydride to incorporation of microspheres of nisin by electrostatic attraction. Aliquots of these samples were placed in Petri dishes containing BHI agar inoculated with Listeria monocytogenes. These were kept at different temperatures, 4 and 37 ° C. The antimicrobial activity was measured by the inhibition zone. The plates stored at lower temperature showed greater activity during the 21 days when compared with those maintained at 37 ᵒ C. In this study it can be seen that the nanomolecules with microspheres nisin showed antimicrobial activity lower than the molecules of pinhão native starch microspheres nisin, suggesting that they have low stability.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-08-27T11:49:12Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 676884 bytes, checksum: e1f9724ccc2f0d91eee10a5d92c70b8a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-27T11:49:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 676884 bytes, checksum: e1f9724ccc2f0d91eee10a5d92c70b8a (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A bioconservação é uma das técnicas atuais utilizadas na conservação de alimentos, que se baseia na utilização de micro‐organismos e, ou de seus metabólitos, como por exemplo, bacteriocinas. Nisina é uma bacteriocina produzida por Lactococcus lactis subsp. lactis, usada na conservação de alimentos em mais de 50 países, incluindo o Brasil. Nisina é altamente ativa contra ampla gama de bactérias gram-positivas, mas bactérias gram-negativas, como Shigella, são naturalmente resistentes à sua ação. Esta resistência está relacionada à presença da membrana externa, que atua como barreira impedindo a difusão da bacteriocina até a membrana celular, seu local de ação. O uso de estratégias para desestabilizar a membrana externa, como o ultrassom (US), pode favorecer a ação da nisina contra bactérias gram-negativas. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da nisina associada ao US contra Shigella flexneri 2a em caldo infusão de cérebro e coração (BHI). Foi utilizado o delineamento composto central rotacional (DCCR) e a metodologia de superfície de resposta (MSR) com três variáveis independentes: tempo de sonicação (X 1 : 5 a 20 min), pH (X 2 : 4,0 a 7,0) e concentração de nisina (X 3 : 29,1 μM a 291,1 μM). A diferença entre o logaritmo do número de células viáveis (log UFC/mL) no início e ao final de cada tratamento foi utilizada para construção do modelo preditivo. Análise de variância (ANOVA) e oito condições adicionais foram usadas para validação do modelo. Foi avaliado a sobrevivência de S. flexneri após a sonicação na presença de nisina e estocagem sob refrigeração (7 oC) por 120 h. Para isso, duas condições foram estabelecidas (10 min de US, pH 6,0 e 175 μM de nisina e 20 min de US, pH 4,5 e 175 μM de nisina). O extravasamento de ATP também foi avaliado nestas duas condições. Para comparações dos dados foi utilizado o teste Tukey para verificar a existência de diferenças entre o tratamento combinado (nisina + US) e os grupos controles. O nível de significância adotado foi de 5%. Os resultados indicaram que o US é uma estratégia eficaz para sensibilizar S. flexneri à ação da nisina. A combinação de nisina com US resultou em sinergismo na inativação deste patógeno, sendo que a maior inativação foi observada em baixos valores de pH, concentrações altas de nisina e maior tempo de sonicação, com redução máxima de, aproximadamente, 5 ciclos logarítmicos. O modelo preditivo da combinação (nisina + US) apresentou coeficiente de determinação (R 2 ) de 0,942 e ajustado de 0,916 e o modelo foi validado. A estocagem sob-refrigeração após a sonicação na presença de nisina resultou no declínio da população de S. flexneri ao final do tempo de armazenamento que reduziu de 5,42 para 1,64 ciclo logarítmico em pH 6,0 após tratamento por 10 min de sonicação e 5,69 para 0,80 ciclo logarítmico em pH 4,5 quando tratada por 20 min de sonicação. O tratamento de nisina com US provocou o maior extravasamento de ATP intracelular em ambas as condições testadas. Estes resultados demonstram o potencial uso da nisina combinada ao US como estratégia de sanitização e conservação de alimentos. / Bioconservation is one of the current techniques used in food preservation, which is based on the use of microorganisms and their metabolites such as bacteriocins. Nisin is a bacteriocin produced by Lactococcus lactis subsp. lactis, used as a food preservative in more than 50 countries, including Brazil. Nisin is highly active against a wide range of gram-positive bacteria, but gram-negative bacteria, such as Shigella, are naturally resistant to its action. This resistance is related to the presence of the outer membrane, that acts as barrier preventing the diffusion of the bacteriocin to its site of action. The use of strategies to destabilize the outer membrane, such as ultrasound (US), can favor the action of nisin against gram-negative bacteria. This study aimed to evaluate the effect of nisin associated with US against Shigella flexneri 2a in brain and heart infusion broth (BHI). A Central Composite Rotated Design (CCRD) and response surface methodology (RSM) was performed with three parameters: sonication time (X 1 : 5 to 20 min), pH (X 2 : 4.0 to 7.0) and nisin concentration (X 3 : 29.1 μM to 291.1 μM). The difference among the logarithm of the viable cell number (log CFU/mL) at the beginning of the experiment and at the end of each treatment was used for the construction of predictive model. Analysis of variance (ANOVA) and eight additional conditions were used for model validation. The behavior of S. flexneri after sonication in the presence of nisin and storage on refrigeration (7 oC) for 120 h was evaluated. For this, two conditions were established (10 min of US, pH 6.0 and 175 μM nisin and 20 min of US, pH 4.5 and 175 μM nisin). The leakage of ATP was also evaluated in these two conditions. For comparisons of the data, the teste Tukey was used to verify the existence of differences between the combined treatment (nisin + US) and the control groups. The level of significance was set at 5%. The results indicated that US is an efficient strategy for sensitize S. flexneri to the action of nisin. The combination of nisin with US resulted in synergism in the inactivation of this pathogen being that the higher inactivation observed was low pH, high nisin concentrations and longer sonication time, with a maximum reduction of approximately 5 logarithms cycles. The predictive model of the combination (nisin + US) showed coefficient of determination (R 2 ) of 0.942 and adjusted of 0.916, and the model was validated. Refrigerated storage after sonication in the presence of nisin resulted in the decline of the S. flexneri population at the end of storage time decreasing from 5.42 to 1.64 logarithm cycle at pH 6.0 treated with 10 min of sonication and 5.69 to 0.80 logarithm cycle at pH 4.5 when treated for 20 min sonication. The treatment of nisin with US caused the highest leakage of intracellular ATP, combined with US in both conditions tested. These results demonstrate the potential use of nisin combined to US as strategy for sanitation and food preservation.

A segurança dos alimentos é uma questão importante para a indústria e os consumidores de alimentos. Neste contexto, a indústria de alimentos tem um desafio tecnológico devido ao aumento da preocupação sobre a utilização de conservantes químicos e ao aumento da demanda por alimentos mais naturais e minimamente processados. Este trabalho teve como objetivos a incorporação de extrato de alho em nano estruturas de fosfatidilcolina e avaliação da sua atividade antimicrobiana contra Listeria monocytogenes; avaliou-se, a produção de nanolipossomas com a combinação de nisina e extrato de alho, e avaliar a sua atividade antimicrobiana contra bactérias Gram-negativas e Gram-positivas. Como resultado, foram obtidos nanolipossomas contendo extrato de alho com 174,6 nm de diâmetro hidrodinâmico, polidispersividade de 0,26; potencial zeta de -16,2 mV e eficiência de encapsulação de 47,46%. Estes nanolipossomas reduziram em 4 ciclos logarítmicos a contagem de células viáveis em quatro das cinco cepas de Listeria spp testesdos, depois de 10 horas de incubação a 37°C em leite integral. No segundo momento, foram desenvolvidos nanolipossomas contendo a mistura nisina/extrato de alho, os quais apresentaram um diâmetro hidrodinâmico de 179 nm, potencial zeta de -27,7 mV e uma eficiência de encapsulação de 82% e 90%, para nisina e extrato de alho respectivamente. Estes nanolipossomas reduziram em 5-6 ciclos logarítmicos a contagem de células viáveis de bactérias gram-positivas em 3-4 ciclos logarítmicos a contagem de bactérias gram-negativas, comparados com o controle, quando incubadas em leite integral a 37°C. Os produtos livres e encapsulados (extrato de alho e nisina/extrato de alho) apresentaram idênticos resultados de atividade antimicrobiana. Sendo assim, é possível afirmar que o processo de encapsulção manteve as propriedades antimicrobianas dos compostos analisados. Os resultados deste estudo indicam que nanolipossomas que contêm a combinação de nisina e extrato de alho têm um alto potencial como antimicrobiano para uso em alimentos. / Food safety is an important issue for the industry and food consumers. In this context, food industry has a technological challenge due to increase of the concern about the use of chemical preservatives and the rising demand for more natural and minimally processed foods. This study aimed to the incorparation of garlic extract into nano estrutures of phosphatidilcholine and evaluation of its antimicrobial activity against Listeria monocytogenes; also, to produce nano liposomes with the combination of nisin and garlic extract and the evaluation of its antimicrobial activity against gram-negative and gram-positive bacteria. As results, were obtained nano liposomes containing garlic extract with 174.6 ± 17.3 nm of hidrodinamic diameter, polidispersivity index of 0.26, zeta potencial of -16,2 mV and with an entrapment efficiency of 47.46%. These nano liposomes decreased in 4 log cycles in viable cell counts in four of the five strains of Listeria spp. tested, later of 10 hours of incubation at 37°C in whole milk. In a second moment, were development nano liposomes containing the combination of nisin/garlic extract, which had a hidrodinamic diameter of 179 nm, zeta potencial of -27.7 mV and an entrapment efficiency of 82% and 90% for nisin and garlic extract, respectively. These nanoliposomes decreased in 5-6 log cycles the viable gram-positive bacteria counts and 3-4 log cycles the viable gram-negative bacteria counts, comparated with the control, when incubated in whole milk at 37°C. The free and encapsulated products (garlic extrac and nisin/garlic extract) showed identical results of antimicrobial activity. Therefore, it can say that the encapsulation process kept the antimicrobial properties of the compounds analyzed. The results of this study indicate that nanoliposomes containing the combination of nisin and garlic extract has a hight potencial as antimicrobial for food use.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-11-06T10:14:45Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1239459 bytes, checksum: e1a7cd2486c370dcab988719055849df (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-06T10:14:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1239459 bytes, checksum: e1a7cd2486c370dcab988719055849df (MD5) Previous issue date: 2017-06-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A utilização de cepas fermentadoras de Lactococcus lactis subsp. lactis produtoras de nisina em alimentos fermentados tem vantagem para a indústria pois permite um controle adicional de contaminantes, como o patógeno de origem alimentar Listeria monocytogenes. No entanto, as interações microbianas devem ser avaliadas para garantir a produção da bacteriocina no alimento e o efeito na população do patógeno. L. monocytogenes tem a capacidade de resistir a diversas condições de estresse encontradas no alimento e durante o processamento, expressando diferentes genes como o fator siga alternativo (sigB), a enzima glutamato descarboxilase (gadD), a chaperona GroEL e o transportador de glicina betaína (gbu). A exposição a uma condição de estresse em nível subletal é capaz de conferir uma maior resistência a L. monocytogenes de sobreviver a outras situações. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a expressão de genes de estresse de L. monocytogenes em interação com L. lactis subsp. lactis produtor de nisina em meio de cultura e leite. A produção de nisina em caldo BHI e leite foi avaliada por sua detecção no sobrenadante do meio de crescimento e pela expressão do gene nisK. A expressão dos genes de estresse de L. monocytogenes sigB, gadD2, groEL e gbu foi avaliada relativamente a cultura pura e na interação com L. lactis subsp. lactis. A expressão relativa dos genes de estresse de L. monocytogenes foi variável. No entanto, a expressão dos genes sigB, groEL e gbu foi inferior no tempo de 24 h durante a interação, em relação a cultura pura, o que pode indicar uma menor capacidade de sobrevivência aos estresses quando a bactéria se encontra em interação com L. lactis subsp. lactis produtor de nisina. / The use of nisin producing fermentative strains of Lactococcus lactis subsp. lactis in fermented foods has an advantage for the industry because it allows an additional control of contaminants, such as the food-borne pathogen Listeria monocytogenes. However, microbial interactions should be evaluated to ensure bacteriocin production in the food and the effect on the pathogen population. L. monocytogenes has the ability to withstand the various stress conditions encountered in food and during processing, expressing different genes such as the alternative sigma factor (sigB), the glutamate decarboxylase enzyme (gadD), the GroEL chaperone and the glycine betaine transporter (gbu). The exposure to a stress condition at the sublethal level is able to confer a greater resistance to L. monocytogenes to survive other situations. In this context, the aim of this work was to evaluate the expression of L. monocytogenes stress genes in interaction with nisin producing L. lactis subsp. lactis in culture medium and milk. The production of nisin in BHI broth and milk was evaluated by its detection in the supernatant of the growth medium and by the expression of the nisK gene. Expression of sigB, gadD2, groEL and gbu stress genes of L. monocytogenes was evaluated for pure culture and for the interaction with L. lactis subsp. lactis. The relative expression of the L. monocytogenes stress genes was variable. However, expression of the sigB, groEL and gbu genes was lower at 24 h during interaction than in pure culture, which may indicate a lower ability to survive stress when the bacterium is interacting with nisin producing L. lactis subsp. lactis.

A segurança dos alimentos é uma questão importante para a indústria e os consumidores de alimentos. Neste contexto, a indústria de alimentos tem um desafio tecnológico devido ao aumento da preocupação sobre a utilização de conservantes químicos e ao aumento da demanda por alimentos mais naturais e minimamente processados. Este trabalho teve como objetivos a incorporação de extrato de alho em nano estruturas de fosfatidilcolina e avaliação da sua atividade antimicrobiana contra Listeria monocytogenes; avaliou-se, a produção de nanolipossomas com a combinação de nisina e extrato de alho, e avaliar a sua atividade antimicrobiana contra bactérias Gram-negativas e Gram-positivas. Como resultado, foram obtidos nanolipossomas contendo extrato de alho com 174,6 nm de diâmetro hidrodinâmico, polidispersividade de 0,26; potencial zeta de -16,2 mV e eficiência de encapsulação de 47,46%. Estes nanolipossomas reduziram em 4 ciclos logarítmicos a contagem de células viáveis em quatro das cinco cepas de Listeria spp testesdos, depois de 10 horas de incubação a 37°C em leite integral. No segundo momento, foram desenvolvidos nanolipossomas contendo a mistura nisina/extrato de alho, os quais apresentaram um diâmetro hidrodinâmico de 179 nm, potencial zeta de -27,7 mV e uma eficiência de encapsulação de 82% e 90%, para nisina e extrato de alho respectivamente. Estes nanolipossomas reduziram em 5-6 ciclos logarítmicos a contagem de células viáveis de bactérias gram-positivas em 3-4 ciclos logarítmicos a contagem de bactérias gram-negativas, comparados com o controle, quando incubadas em leite integral a 37°C. Os produtos livres e encapsulados (extrato de alho e nisina/extrato de alho) apresentaram idênticos resultados de atividade antimicrobiana. Sendo assim, é possível afirmar que o processo de encapsulção manteve as propriedades antimicrobianas dos compostos analisados. Os resultados deste estudo indicam que nanolipossomas que contêm a combinação de nisina e extrato de alho têm um alto potencial como antimicrobiano para uso em alimentos. / Food safety is an important issue for the industry and food consumers. In this context, food industry has a technological challenge due to increase of the concern about the use of chemical preservatives and the rising demand for more natural and minimally processed foods. This study aimed to the incorparation of garlic extract into nano estrutures of phosphatidilcholine and evaluation of its antimicrobial activity against Listeria monocytogenes; also, to produce nano liposomes with the combination of nisin and garlic extract and the evaluation of its antimicrobial activity against gram-negative and gram-positive bacteria. As results, were obtained nano liposomes containing garlic extract with 174.6 ± 17.3 nm of hidrodinamic diameter, polidispersivity index of 0.26, zeta potencial of -16,2 mV and with an entrapment efficiency of 47.46%. These nano liposomes decreased in 4 log cycles in viable cell counts in four of the five strains of Listeria spp. tested, later of 10 hours of incubation at 37°C in whole milk. In a second moment, were development nano liposomes containing the combination of nisin/garlic extract, which had a hidrodinamic diameter of 179 nm, zeta potencial of -27.7 mV and an entrapment efficiency of 82% and 90% for nisin and garlic extract, respectively. These nanoliposomes decreased in 5-6 log cycles the viable gram-positive bacteria counts and 3-4 log cycles the viable gram-negative bacteria counts, comparated with the control, when incubated in whole milk at 37°C. The free and encapsulated products (garlic extrac and nisin/garlic extract) showed identical results of antimicrobial activity. Therefore, it can say that the encapsulation process kept the antimicrobial properties of the compounds analyzed. The results of this study indicate that nanoliposomes containing the combination of nisin and garlic extract has a hight potencial as antimicrobial for food use.

Os compostos antimicrobianos naturais são um tema de grande interesse devido ao aumento da demanda por alimentos seguros e de alta qualidade. A utilização de lipossomas é uma alternativa interessante para proteger antimicrobianos nos alimentos, além de fornecer compostos naturais de liberação controlada. Os lipossomas revestidos com polissacarídeos apresentam melhor estabilidade, representando uma alternativa aos lipossomas convencionais. Inicialmente, os nanolipossomas que encapsulam a nisina foram preparados com fosfatidilcolina de soja (PC) e pectina ou ácido poligalacturônico. Os lipossomas desenvolvidos apresentaram alta eficiência de encapsulação, baixo índice de polidispersão e foram estáveis durante 21 dias a 7 °C e 25 °C. A atividade antimicrobiana foi observada contra cinco cepas diferentes de Listeria em placas de ágar de leite, com uma melhor eficiência contra L. innocua 6a. Em um segundo momento, as características estruturais dos lipossomas foram estudadas por dispersão de raios-X de pequeno ângulo (SAXS) e as amostras foram submetidas a ciclos de temperatura (20-60 °C). Para isso, os lipossomas foram desenvolvidos contendo pectina ou ácido poligalacturônico pelos métodos de hidratação de filme e evaporação em fase reversa, para encapsular nisina. A análise de SAXS confirmou a presença de estruturas lamelares em todas as amostras. Além disso, parte da estrutura multilamelar tornou-se cúbica, provavelmente devido à presença de nisina nos lipossomas. A adição de polissacarídeos mostrou diferenças entre as fases cúbicas formadas. Em última análise, a mistura de lisozima e nisina foi encapsulada em lipossomas contendo polissacarídeos. O diâmetro médio dos lipossomas foi de 85,6 e variou para 77,3 e 79,9 nm com a incorporação de pectina ou ácido poligalacturônico, respectivamente. O potencial zeta dos lipossomas com polissacarídeos foi de cerca de -30 mV, mostrando alta eficiência de encapsulação. A atividade antimicrobiana foi avaliada a 37 °C, mostrando que a PC-pectina reduziu a população de L. monocytogenes em 2 log UFC/mL e 5 log UFC/mL em leite integral e desnatado, respectivamente. Em refrigeração, a PC-pectina reduziu a população de L. monocytogenes para quase zero por até 25 dias em leite desnatado. Portanto, pode dizer-se que os lipossomas que contêm polissacarídeos podem ser uma tecnologia promissora para o encapsulamento da lisozima e nisina. Além disso, a existência de estrutura cúbica nos lipossomas pode proporcionar liberação controlada de antimicrobianos. / Natural antimicrobial compounds are a topic of utmost interest due to the increased demand for safe and high-quality foods. The use of liposomes is an interesting alternative to protect antimicrobials in food, also providing controlled release natural compounds. Polysaccharides coated liposomes present better stability, representing an alternative to conventional liposomes. Initially, nanoliposomes encapsulating nisin were prepared with soy phosphatidylcholine (PC) and pectin or polygalacturonic acid. The liposomes developed presented high encapsulation efficiency, low polydispersity index, and were stable for 21 days at 7°C and 25°C. The antimicrobial activity was observed against five different strains of Listeria in milk-agar plates, with a better efficiency against L. innocua 6a. In a second moment, structural characteristics of liposomes were studied by small angle X-ray scattering (SAXS) and the samples were submitted to temperature cycles (20-60°C). For this, liposomes were developed containing pectin or polygalacturonic acid by the thin-film hydration method and reverse phase evaporation method for nisin encapsulation. The analysis of SAXS confirmed the presence of lamellar structures in all the samples. In addition, part of the multilamellar structure became cubic, probably due to the presence of nisin in the liposomes. The addition of polysaccharides showed differences between the cubic phases formed. Ultimately, the mixture of lysozyme and nisin were encapsulated in liposomes containing polysaccharides. The mean diameter of the liposomes was 85.6 and varied to 77.3 and 79.9 nm with the incorporation of pectin or polygalacturonic acid, respectively. The zeta potential of liposomes with polysaccharides were around -30 mV, showing high encapsulation efficiency. The antimicrobial activity was assessed at 37 °C, showing that PC-pectin reduced the population of L. monocytogenes to 2 log CFU/mL and 5 log CFU/mL in whole and skim milk, respectively. At under refrigeration, PC-pectin reduced the population of L. monocytogenes to almost zero for up to 25 days in skim milk. Therefore, it can say that the liposomes containing polysaccharides can be a promising technology for the encapsulation of lysozyme and nisin. In addition, the existence of cubic structure in the liposomes can provide controlled release of antimicrobials.

Os compostos antimicrobianos naturais são um tema de grande interesse devido ao aumento da demanda por alimentos seguros e de alta qualidade. A utilização de lipossomas é uma alternativa interessante para proteger antimicrobianos nos alimentos, além de fornecer compostos naturais de liberação controlada. Os lipossomas revestidos com polissacarídeos apresentam melhor estabilidade, representando uma alternativa aos lipossomas convencionais. Inicialmente, os nanolipossomas que encapsulam a nisina foram preparados com fosfatidilcolina de soja (PC) e pectina ou ácido poligalacturônico. Os lipossomas desenvolvidos apresentaram alta eficiência de encapsulação, baixo índice de polidispersão e foram estáveis durante 21 dias a 7 °C e 25 °C. A atividade antimicrobiana foi observada contra cinco cepas diferentes de Listeria em placas de ágar de leite, com uma melhor eficiência contra L. innocua 6a. Em um segundo momento, as características estruturais dos lipossomas foram estudadas por dispersão de raios-X de pequeno ângulo (SAXS) e as amostras foram submetidas a ciclos de temperatura (20-60 °C). Para isso, os lipossomas foram desenvolvidos contendo pectina ou ácido poligalacturônico pelos métodos de hidratação de filme e evaporação em fase reversa, para encapsular nisina. A análise de SAXS confirmou a presença de estruturas lamelares em todas as amostras. Além disso, parte da estrutura multilamelar tornou-se cúbica, provavelmente devido à presença de nisina nos lipossomas. A adição de polissacarídeos mostrou diferenças entre as fases cúbicas formadas. Em última análise, a mistura de lisozima e nisina foi encapsulada em lipossomas contendo polissacarídeos. O diâmetro médio dos lipossomas foi de 85,6 e variou para 77,3 e 79,9 nm com a incorporação de pectina ou ácido poligalacturônico, respectivamente. O potencial zeta dos lipossomas com polissacarídeos foi de cerca de -30 mV, mostrando alta eficiência de encapsulação. A atividade antimicrobiana foi avaliada a 37 °C, mostrando que a PC-pectina reduziu a população de L. monocytogenes em 2 log UFC/mL e 5 log UFC/mL em leite integral e desnatado, respectivamente. Em refrigeração, a PC-pectina reduziu a população de L. monocytogenes para quase zero por até 25 dias em leite desnatado. Portanto, pode dizer-se que os lipossomas que contêm polissacarídeos podem ser uma tecnologia promissora para o encapsulamento da lisozima e nisina. Além disso, a existência de estrutura cúbica nos lipossomas pode proporcionar liberação controlada de antimicrobianos. / Natural antimicrobial compounds are a topic of utmost interest due to the increased demand for safe and high-quality foods. The use of liposomes is an interesting alternative to protect antimicrobials in food, also providing controlled release natural compounds. Polysaccharides coated liposomes present better stability, representing an alternative to conventional liposomes. Initially, nanoliposomes encapsulating nisin were prepared with soy phosphatidylcholine (PC) and pectin or polygalacturonic acid. The liposomes developed presented high encapsulation efficiency, low polydispersity index, and were stable for 21 days at 7°C and 25°C. The antimicrobial activity was observed against five different strains of Listeria in milk-agar plates, with a better efficiency against L. innocua 6a. In a second moment, structural characteristics of liposomes were studied by small angle X-ray scattering (SAXS) and the samples were submitted to temperature cycles (20-60°C). For this, liposomes were developed containing pectin or polygalacturonic acid by the thin-film hydration method and reverse phase evaporation method for nisin encapsulation. The analysis of SAXS confirmed the presence of lamellar structures in all the samples. In addition, part of the multilamellar structure became cubic, probably due to the presence of nisin in the liposomes. The addition of polysaccharides showed differences between the cubic phases formed. Ultimately, the mixture of lysozyme and nisin were encapsulated in liposomes containing polysaccharides. The mean diameter of the liposomes was 85.6 and varied to 77.3 and 79.9 nm with the incorporation of pectin or polygalacturonic acid, respectively. The zeta potential of liposomes with polysaccharides were around -30 mV, showing high encapsulation efficiency. The antimicrobial activity was assessed at 37 °C, showing that PC-pectin reduced the population of L. monocytogenes to 2 log CFU/mL and 5 log CFU/mL in whole and skim milk, respectively. At under refrigeration, PC-pectin reduced the population of L. monocytogenes to almost zero for up to 25 days in skim milk. Therefore, it can say that the liposomes containing polysaccharides can be a promising technology for the encapsulation of lysozyme and nisin. In addition, the existence of cubic structure in the liposomes can provide controlled release of antimicrobials.

A segurança dos alimentos é uma questão importante para a indústria e os consumidores de alimentos. Neste contexto, a indústria de alimentos tem um desafio tecnológico devido ao aumento da preocupação sobre a utilização de conservantes químicos e ao aumento da demanda por alimentos mais naturais e minimamente processados. Este trabalho teve como objetivos a incorporação de extrato de alho em nano estruturas de fosfatidilcolina e avaliação da sua atividade antimicrobiana contra Listeria monocytogenes; avaliou-se, a produção de nanolipossomas com a combinação de nisina e extrato de alho, e avaliar a sua atividade antimicrobiana contra bactérias Gram-negativas e Gram-positivas. Como resultado, foram obtidos nanolipossomas contendo extrato de alho com 174,6 nm de diâmetro hidrodinâmico, polidispersividade de 0,26; potencial zeta de -16,2 mV e eficiência de encapsulação de 47,46%. Estes nanolipossomas reduziram em 4 ciclos logarítmicos a contagem de células viáveis em quatro das cinco cepas de Listeria spp testesdos, depois de 10 horas de incubação a 37°C em leite integral. No segundo momento, foram desenvolvidos nanolipossomas contendo a mistura nisina/extrato de alho, os quais apresentaram um diâmetro hidrodinâmico de 179 nm, potencial zeta de -27,7 mV e uma eficiência de encapsulação de 82% e 90%, para nisina e extrato de alho respectivamente. Estes nanolipossomas reduziram em 5-6 ciclos logarítmicos a contagem de células viáveis de bactérias gram-positivas em 3-4 ciclos logarítmicos a contagem de bactérias gram-negativas, comparados com o controle, quando incubadas em leite integral a 37°C. Os produtos livres e encapsulados (extrato de alho e nisina/extrato de alho) apresentaram idênticos resultados de atividade antimicrobiana. Sendo assim, é possível afirmar que o processo de encapsulção manteve as propriedades antimicrobianas dos compostos analisados. Os resultados deste estudo indicam que nanolipossomas que contêm a combinação de nisina e extrato de alho têm um alto potencial como antimicrobiano para uso em alimentos. / Food safety is an important issue for the industry and food consumers. In this context, food industry has a technological challenge due to increase of the concern about the use of chemical preservatives and the rising demand for more natural and minimally processed foods. This study aimed to the incorparation of garlic extract into nano estrutures of phosphatidilcholine and evaluation of its antimicrobial activity against Listeria monocytogenes; also, to produce nano liposomes with the combination of nisin and garlic extract and the evaluation of its antimicrobial activity against gram-negative and gram-positive bacteria. As results, were obtained nano liposomes containing garlic extract with 174.6 ± 17.3 nm of hidrodinamic diameter, polidispersivity index of 0.26, zeta potencial of -16,2 mV and with an entrapment efficiency of 47.46%. These nano liposomes decreased in 4 log cycles in viable cell counts in four of the five strains of Listeria spp. tested, later of 10 hours of incubation at 37°C in whole milk. In a second moment, were development nano liposomes containing the combination of nisin/garlic extract, which had a hidrodinamic diameter of 179 nm, zeta potencial of -27.7 mV and an entrapment efficiency of 82% and 90% for nisin and garlic extract, respectively. These nanoliposomes decreased in 5-6 log cycles the viable gram-positive bacteria counts and 3-4 log cycles the viable gram-negative bacteria counts, comparated with the control, when incubated in whole milk at 37°C. The free and encapsulated products (garlic extrac and nisin/garlic extract) showed identical results of antimicrobial activity. Therefore, it can say that the encapsulation process kept the antimicrobial properties of the compounds analyzed. The results of this study indicate that nanoliposomes containing the combination of nisin and garlic extract has a hight potencial as antimicrobial for food use.

Os compostos antimicrobianos naturais são um tema de grande interesse devido ao aumento da demanda por alimentos seguros e de alta qualidade. A utilização de lipossomas é uma alternativa interessante para proteger antimicrobianos nos alimentos, além de fornecer compostos naturais de liberação controlada. Os lipossomas revestidos com polissacarídeos apresentam melhor estabilidade, representando uma alternativa aos lipossomas convencionais. Inicialmente, os nanolipossomas que encapsulam a nisina foram preparados com fosfatidilcolina de soja (PC) e pectina ou ácido poligalacturônico. Os lipossomas desenvolvidos apresentaram alta eficiência de encapsulação, baixo índice de polidispersão e foram estáveis durante 21 dias a 7 °C e 25 °C. A atividade antimicrobiana foi observada contra cinco cepas diferentes de Listeria em placas de ágar de leite, com uma melhor eficiência contra L. innocua 6a. Em um segundo momento, as características estruturais dos lipossomas foram estudadas por dispersão de raios-X de pequeno ângulo (SAXS) e as amostras foram submetidas a ciclos de temperatura (20-60 °C). Para isso, os lipossomas foram desenvolvidos contendo pectina ou ácido poligalacturônico pelos métodos de hidratação de filme e evaporação em fase reversa, para encapsular nisina. A análise de SAXS confirmou a presença de estruturas lamelares em todas as amostras. Além disso, parte da estrutura multilamelar tornou-se cúbica, provavelmente devido à presença de nisina nos lipossomas. A adição de polissacarídeos mostrou diferenças entre as fases cúbicas formadas. Em última análise, a mistura de lisozima e nisina foi encapsulada em lipossomas contendo polissacarídeos. O diâmetro médio dos lipossomas foi de 85,6 e variou para 77,3 e 79,9 nm com a incorporação de pectina ou ácido poligalacturônico, respectivamente. O potencial zeta dos lipossomas com polissacarídeos foi de cerca de -30 mV, mostrando alta eficiência de encapsulação. A atividade antimicrobiana foi avaliada a 37 °C, mostrando que a PC-pectina reduziu a população de L. monocytogenes em 2 log UFC/mL e 5 log UFC/mL em leite integral e desnatado, respectivamente. Em refrigeração, a PC-pectina reduziu a população de L. monocytogenes para quase zero por até 25 dias em leite desnatado. Portanto, pode dizer-se que os lipossomas que contêm polissacarídeos podem ser uma tecnologia promissora para o encapsulamento da lisozima e nisina. Além disso, a existência de estrutura cúbica nos lipossomas pode proporcionar liberação controlada de antimicrobianos. / Natural antimicrobial compounds are a topic of utmost interest due to the increased demand for safe and high-quality foods. The use of liposomes is an interesting alternative to protect antimicrobials in food, also providing controlled release natural compounds. Polysaccharides coated liposomes present better stability, representing an alternative to conventional liposomes. Initially, nanoliposomes encapsulating nisin were prepared with soy phosphatidylcholine (PC) and pectin or polygalacturonic acid. The liposomes developed presented high encapsulation efficiency, low polydispersity index, and were stable for 21 days at 7°C and 25°C. The antimicrobial activity was observed against five different strains of Listeria in milk-agar plates, with a better efficiency against L. innocua 6a. In a second moment, structural characteristics of liposomes were studied by small angle X-ray scattering (SAXS) and the samples were submitted to temperature cycles (20-60°C). For this, liposomes were developed containing pectin or polygalacturonic acid by the thin-film hydration method and reverse phase evaporation method for nisin encapsulation. The analysis of SAXS confirmed the presence of lamellar structures in all the samples. In addition, part of the multilamellar structure became cubic, probably due to the presence of nisin in the liposomes. The addition of polysaccharides showed differences between the cubic phases formed. Ultimately, the mixture of lysozyme and nisin were encapsulated in liposomes containing polysaccharides. The mean diameter of the liposomes was 85.6 and varied to 77.3 and 79.9 nm with the incorporation of pectin or polygalacturonic acid, respectively. The zeta potential of liposomes with polysaccharides were around -30 mV, showing high encapsulation efficiency. The antimicrobial activity was assessed at 37 °C, showing that PC-pectin reduced the population of L. monocytogenes to 2 log CFU/mL and 5 log CFU/mL in whole and skim milk, respectively. At under refrigeration, PC-pectin reduced the population of L. monocytogenes to almost zero for up to 25 days in skim milk. Therefore, it can say that the liposomes containing polysaccharides can be a promising technology for the encapsulation of lysozyme and nisin. In addition, the existence of cubic structure in the liposomes can provide controlled release of antimicrobials.