The radiation dose in radiation therapy is mainly measured by ion chamber. The ion chamber measurement will not be accurate if there is not enough phantom material surrounding the ion chamber to provide the electron equilibrium condition. The lack of electron equilibrium will cause a reduction of dose. This may introduce problems in treatment planning. Because some planning algorithms cannot predict the reduction, they over estimate the dose in the region. Electron disequilibrium will happen when the radiation field size is too small or the density of irradiated material is too low to provide sufficient electrons going into the dose volume. The amount of tissue required to provide electron equilibrium in a 6MV photon beam by three methods: direct calculation from Klein-Nisina equation, measurement in low density material phantom and a Monte Carlo simulation is done to compare with the measurement, an indirect method from a planning algorithm which does not provide an accurate result under lateral electron disequilibrium. When the error starts to happen in such planning algorithm, we know that the electron equilibrium conditions does not exist. Only the 6MV photon beam is investigated. This is because in most cases, a 6MV small fields are used for head and neck (larynx cavity) and 6MV fields are commonly used for lung to minimise uncertainity due to lateral electron at higher energies. / Master of Science (Hons)

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-24T11:57:50Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3125678 bytes, checksum: 2a20c92b5ea0b04d589a19fbceee841a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-24T11:57:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3125678 bytes, checksum: 2a20c92b5ea0b04d589a19fbceee841a (MD5) Previous issue date: 2016-11-18 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Os polímeros biodegradáveis constituem um campo de pesquisa emergente na área de embalagens, as maiores barreiras para a aceitação destes materiais como substitutos para os tradicionais polímeros não biodegradáveis estão no desempenho mecânico limitado e alto custo. Diante disso, as nanoceluloses têm sido estudadas como biopolímeros de alta tecnologia para aplicação em nanoreforço em diversos materiais. A primeira etapa deste trabalho foi sintetizar e caracterizar os nanocristais de celulose CNC extraídos a partir do bagaço de cana- de-açúcar. Após a síntese com a hidrolise ácida, o rendimento foi estimado em 40 %, o tamanho variou de 6 a 20 nm de diâmetros e comprimento médio dos cristais variam de 150-300 nm. A avaliação da medida de potencial elétrico superficial mostrou valor médio -19,4 mV, apresentou morfologia de bastonete, temperatura inicial de degradação dos nanocristais de celulose foi de 268 oC, o indice cristalidade foi de 71 % do CNC. A segunda etapa foi sintetizar celulose nanofibrilada CNF extraída do bagaço de cana-de-açúcar processo mecânico de desfibrilação no moinho Super Masscolloider Masuko Sangyo. A celulose nanfibrilada foi caracterizada tendo um rendimento estimado de 90 %, possui seu comprimento alongado 350 nanométrico e seu diâmetro na escala 11 a 16 nanométrico. A avaliação da medida de potencial elétrico superficial mostrou valor médio -26,2 mV. A análise de difração de raios X e análise térmica revelaram que NCFs possui cristalinidade 64,3 % e a temperatura inicial de degradação celulose nanofibriladas foi 240 oC, provavelmente devido à estrutura amorfo. A próxima etapa foi desenvolver uma embalagem ativa biodegradável com pectina (PEC) e adicionar o antimicrobiano nisina z e nanocristais de celulose com nanoreforço. Os resultados obtidos mostraram que os filmes de pectina (PEC) com nisina z (NIS) inibiram o crescimento das bactérias avaliadas a Escherichia coli e Staphylococcus aureus. A temperatura inicial de degradação dos filmes variou (260 oC a 290 oC). O alongamento na ruptura não obteve diferença significativa ao nivel de (P>0,05) na interação.O alongamento na ruptura reduziu com adição das concentrações máximas de NIS e CNC e, consequentemente, houve aumentos do módulo de elasticidade, tornando os filmes mais rígidos e mais fortes. A resistência à máxima tração do filme foi afetado pelos níveis de CNC (8,55 % e 10 %) estudados, no entando, quanto maior concentração de nisina (8,55 %) e CNC maior foi o resistência a máxima dos filmes.A taxa de permeabilidade do vapor de água foi influenciada por uma maior concentração de nanocristais de celulose (10 %) nos filmes de pectina ocorreu uma aumento significativo da taxa de permeabilidade ao vapor d’água (TPVA), mostrando que o nanocristais de celulose em alta concentração não funcionaram como uma barrreira para impedir a passagem de gases. A última etapa foi desenvolver uma embalagem ativa biodegradável á base de pectina com nisina z e celulose nanofibrilada (CNF). No teste de difusão em ágar para todos os tratamentos testados ocorreu diferencia significativa ao nível (P>0,05), observou-se atividade antimicrobiana in vitro da nisina z (NIS) para o micro-organismos Escherichia coli e Staphylococcus aureus. As propriedades mecânicas dos flmes mostraram que a resistência máxima foram afetada pela adição de celulose nanfibrilada (CNF) nos níveis estudados e obteve diferença significativa ao nível (P>0,05).O alongamento na ruptura obteve diferença significativa ao nível (P>0,05) e também foi afetado pela presença de CNF e NIS. O módulo de elasticidade não obteve diferença significativa ao nível (P>0,05) em concentrações máximas de NIS e CNF. As análises termogravimétricas dos filmes apresentaram uma temperatura de degradação de variando de 241 oC a 349 oC entre os tratamentos. A taxa de permeabilidade do vapor de água (TPVA) reduziu com a concentração máxima de 10 % de CNF nos filmes de pectina. A CNF funcionou com uma barreira física formada com a dispersão nanofibrilas na matriz polimérica dificultando a passagem de vapor de água. Essa propriedade é essencial para embalagens para alimentos. / Biodegradable polymers constitute an emergent research field in the area of packages. The biggest barriers for the approval of these materials as substitute for the traditional non-degradable polymers lay on the limited mechanical performance and the high cost.Thereof, the nanocellulose has been studied as high tech biopolymers for the application in nanoreinforcement in several materials. The first stage of this work was to synthesize and characterize the cellulose nanocrystals (C NC) extracted from the sugar cane bagasse. After the synthesis with acid hydrolysis, the yield was estimated in 40 %, the size varied from 6 to 20 nm diameter and the crystals average length varied from 150 to 300 nm. The superficial electric potential measure assessment showed an average value -19,4 mV, presented rods morphology, initial temperature of cellulose nanocrystal degradation was of 268 oC, the cristalnillity index was 71 % from the CNC. The second stage was to synthesize nanofibrillated cellulose CNF extracted from the sugar cane bagasse, mechanical process of defribillation in the mill Super Masscolloider Masuko Sangyo. The nanofibrillated cellulose was characterized with a yield estimated at 90 %, and it has its length elongated 350 nanometric and its diameter in the scale of 11 to 16 nanometric. The superficial electric potential measure assessment showed an average value -26,2 mV. The X-Ray diffraction analysis and the thermal analysis revealed that CNFs have crystanillity 64.3 % and the nanofibrillated cellulose degradation initial temperature was of 240 oC, probably due to the amorphous structure. The next stage was to develop a biodegradable active package with pectin (PEC) and to add the nisin Z antimicrobial as well as the cellulose nanocrystals with nanoreinforcement. The results that were obtained showed that the pectin films (PEC) with nisin Z (NIS) inhibited the growth of the evaluated bacteria Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The films degradation initial temperature varied from 260 oC to 290 oC. The elongation in the rupture did not obtain significant difference at the level of P>0.05 in the interaction, but it was affected when the presence of CNC and NIS were evaluated separately. That elongation reduced with the addition of the maximum concentration of NIS and CNC and, consequently, there were increase of the elasticity modules, making the films stronger and more rigid. The maximum resistance of the film was affected by the studied levels of CNC (8.55 % and 10 %); however, the bigger the concentration of nisine (8.55 %) and CNC the bigger the maximun resistance of the films. The water vapor permeability rate was influenced by a larger concentration of cellulose nanocrystals (10 %); in the pectin films, a significant increase in the water vapor permeability rate (TPVA) took place, showing that the cellulose nanocrystals in high concentration did not function as a barrier to impede the gas passage. The last stage was to develop a biodegradable active package pectin-based with nisin Z and nanofibrillated cellulose (CNF). In the diffusion test in agar for all the tested treatments, a significant difference at the level P>0.05 took place and an antimicrobial activity in vitro of the nisin Z was observed for the microorganisms Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The films mechanical properties showed that the maximum resistance was affected by the addition of nanofibrillated cellulose (CNF) in the studied levels and it obtained a significant difference at the level( P>0.05). The bigger the concentration of NIS and CNF the bigger was the films maximum resistance. The elongation in the rupture obtained significant different at level( P>0.05) and was also affected by the presence of CNF and NIS. The elasticity module did not obtain significant difference at level P>0.05 in maximum concentration of NIS and CNF. The films termogravimetric analyses presented a degradation temperature varying from 241 oC to 349 oC among the treatments. The water vapor permeability rate (TPVA) reduced with the maximum concentration of 10 % of CNF in the pectin films. The CNF worked as a physical barrier formed with the dispersion of the nanofibrillated in the polymeric matrix making the passage of water vapor difficult. This property is essencial in food packages.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-12-16T07:44:37Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2151955 bytes, checksum: 09a8d7ae11a7da1a498ea66675286b9d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-16T07:44:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2151955 bytes, checksum: 09a8d7ae11a7da1a498ea66675286b9d (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os consumidores estão cada vez mais peocupados com a qualidade e com a segurança microbiológica dos alimentos. Desta forma, as embalagens ativas têm atraído muito a atenção das indústrias de alimentos e dos pesquisadores desta área. Aliado à preocupação com qualidade dos alimentos, tem-se preocupado também com a contaminação ambiental, devido ao acúmulo de resíduos não biodegradáveis no meio ambiente. Neste contexto surge o interesse pela produção de embalagens a partir de materiais biodegradáveis e de recursos renováveis. No entanto, o seu uso como embalagem de alimentos ainda é restrito devido ao fato de apresentarem limitações quanto as suas propriedades mecânicas e de barreira e estabilidade térmica. Neste contexto estudos têm demonstrado que novos materiais em tamanho nano tem sido utilizados para produção de filmes nanocompósitos revelando surpreendentes propriedades. Diante disso, objetivou-se desenvolver e caracterizar um nanomaterial a partir da quitosana, nanopartícula de quitosana, para produção de nanocompósito à base de metil celulose e também desenvolver e caracterizar o filme de metil celulose incorporado com nisina e posteriormente avaliar o efeito em conjunto do melhor tratamento obtido pela incorporação de quitosana e nisina nas propriedades mecânicas, barreira ao vapor de água e antimicrobianas in vitro do filme de metil celulose. As Nanopartículas produzidas exibiram forma esférica com distribuição de tamanho médio de 284,7 ± 24,3 nm por meio da técnica de DLS e de 40 a 70 nm na análise de MFA, e superfície carregada positivamente com um potencial zeta de valor 36,3 ± 3,6mV. Os resultados indicaram que a adição de NPQ (5 e 10% m/m) proporcionou aumento significativo (p<0,05) na resistência a tração e no módulo de elasticidade, enquanto diminui o alongamento do filme de MC. Além disso, o aumento da concentração de NPQs (5 e 10%) contribuiu para a redução da permeabilidade ao vapor de água (TPVA) de forma significativa (p<0,05). Os filmes ativos com adição de nisina, apresentaram atividade antimicrobina in vitro sobre as bactérias Staphylococcus aureus e Listeria monocytogenes. No entanto, o aumento da concentração de nisina (1, 5 e 10% m/m) provocou diminuição na resistência àtração e no módulo de elasticidade de forma significativa (p<0,05), enquanto o alogamento aumentou. O filme de MC adicionado a 10% m/m de nisina provocou aumento significativo (p<0,05) cerca de 11,9% na TPVA dos filme. O tratamento que melhor contribuiu para o reforço do filme de MC foi o com adição de 5% de NPQ e a adição de 10% de nisina apresentou maior atividade antimicrobiana in vitro contra as bactérias avaliadas. No filme de MC produzido com a mistura de nanopartícula de quitosana (10%) e nisina (5%), observou-se que a atividade antimicrobiana in vitro, não diferiu do filme de MC com 10% de nisina, e que a propriedade mecânica e a permeabilidade diferiram significativamente (p<0,05) do filme de MC com 10% de nisina, apresentando melhoria na resistência a tração e TPVA sugerindo que as NPQs ajudaram no aumento destas propriedades. No entanto, apresentaram propriedades fisico-mecânicas inferiores ao MC adicionado de 5% de NPQ e não diferiram do filme de MC. Os resultados apresentados neste estudo demonstraram que as NPQs apresentaram potencial para produção de bionanocompósitos como uma tecnologia para melhorar as propriedades dos filmes de MC e que o filme nanocompósito ativo produzido com nisina apresenta-se promissor para estender a vida de prateleira e para assegurar a segurança microbiana dos alimentos. / Consumers are increasingly worried concerningthethe quality and the microbiological safety of food In this way, the active package has very attracted the attention of food industries and of researchers in this area. Allied to concerns about food quality, there is also concern about environmental contamination due to accumulation of non-biodegradable waste into the environment. In this context it appears interest in the production of packaging materials from biodegradable and renewable resources. However, their use as food packaging is still limited due to limitations in presenting its mechanical and barrier properties and thermal stability. In this context new studies have shown that nano-sized materials have been used for the production of nanocomposite films revealing surprising properties. Therefore, it aimed to develop and to characterize a nanomaterial from the chitosan, chitosan nanoparticle, to produce nanocomposite on the basis of methyl cellulose and also to develop and to characterize methyl cellulose film embedded with nisin and then evaluate the effect together the best treatment obtained by incorporation of chitosan and nisin in mechanical properties, water vapor barrier and antimicrobial in vitro methyl cellulose film. The nanoparticles produced exhibited spherical shape with average size distribution of 284.7± 24.3 nm by DLS technique and from 40 to 70 nm on AFM analysis, and positively charged surface with a zeta potential value 36.3 ± 3.6 mV. The results indicated that the addition of NPQ (5 and 10% w/w) provided a significant increaseing (p <0.05) in tensile strength and modulus, while decreasing elongation MC film. Furthermore, the concentration of NPQs (5 and 10%) contributed to the reduction of permeability to water vapor (WVTR) significantly (p <0.05). The active films with the addition of nisin showed antimicrobina in vitro activity on the bacteria Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes, However, the increasing of the concentration of nisin (1, 5 and 10% w / w) resulted in lower tensile strength and modulus of elasticity significantly (p <0.05), while the alogamento increased. The MC film added to 10% w/w of nisin resulted in a significant increasing (p <0.05) about 11,9% WVTR of the film. The treatment that best contributed to the enhancement of the MC film was with addition of 5% of NPQ and the addition of 10% of nisin showed higher in vitro antimicrobial activity against bacteria evaluated. In the MC film produced with the mixture of chitosan nanoparticles (10%) and nisin (5%), it was observed that the in vitro antimicrobial activity did not differ from the MC film with 10% of nisin, and that the mechanical property and permeability differed significantly (p <0.05) from the MC film with 10% of nisin, showing improvement in tensile strength and WVTR suggesting that NPQs helped o increasing in these properties. However, it showed inferior physical and mechanical properties to the film MC added and 5% of NPQ and did not differ from MC film. The results of this study demonstrated that NPQs showed potential for producing bionanocompósitos as a technology to improve the properties of the MC film and the active nanocomposite film produced presents promising to extend the shelf life and ensure microbial food safety.

Listeria monocytogenes é um microrganismo patogênico psicrotrófico e consequentemente de grande importância para alimentos conservados em refrigeração. Vários estudos têm demonstrado que é possível utilizar antimicrobianos naturais, como bacteriocinas e compostos fenólicos, para retardar a multiplicação desse patógeno em produtos cárneos refrigerados. Entretanto, sabe-se que a atividade antimicrobiana desses compostos pode ser influenciada pelos componentes da matriz alimentar. Esse trabalho de mestrado pretendeu avaliar a influência dos ingredientes de lingüiça frescal de suíno na ação inibitória de óleo essencial de orégano (OEO) e nisina sobre Listeria monocytogenes. Foram realizados testes com diferentes modelos alimentares preparados com carne suína moída adicionada de cada um dos ingredientes utilizados na fabricação de lingüiça frescal (sais de cura, açúcar, antioxidante, emulsificante, condimentos e NaCl) separadamente, comparando-se os resultados com os obtidos no modelo contendo todos os ingredientes simultaneamente. Pretendeu-se também avaliar a interferência do tempo de contato da nisina e óleo essencial de orégano com os diferentes modelos alimentares na ação antimicrobiana sobre L. monocytogenes. Os resultados indicaram que os antimicrobianos foram capazes de inibir a multiplicação de L. monocytogenes em todos os modelos analisados armazenados à 5ºC por até 72h. Comparando-se todos os modelos compostos por carne adicionada de apenas um dos ingredientes, a maior atividade antilisterial foi observada no modelo composto de carne com antioxidante. Entretanto, essa atividade inibitória foi menor do que a obtida no modelo contendo todos os ingredientes em conjunto. Quanto à influência do tempo prévio de contato entre os antimicrobianos e os modelos estudados na ação antilisterial, observou-se que na formulação com todos os ingredientes a ação foi mais intensa quando o contato foi de 2h. Entretanto, neste modelo o efeito mais duradouro foi obtido com 12h de contato prévio. Nos demais modelos, o maior efeito foi obtido no tempo zero. Os resultados permitem concluir que cada um dos ingredientes da formulação da lingüiça contribui com uma parcela na ação antilisterial do OEO e nisina nesse produto, e que essa ação é influenciada pelo tempo de contato prévio entre os modelos e os agentes antimicrobianos. / Listeria monocytogenes is psychrotrophic pathogen and, consequently, very important for cold-preserved foods. Many studies have demonstrated that natural antimicrobials such as bacteriocins and phenolic compounds can be used to inhibit the growth of this pathogen in refrigerated meat products. However, it is known that the antimicrobial activity of these antimicrobials may be influenced by components of the food matrix. The aim of the present study was to evaluate the influence of the ingredients of \"lingüiça\" in the inhibitory activity of O.E.O. and nisin against L. monocytogenes. The study was carried out with different food models prepared with minced raw pork meat added separately of each ingredient used for manufacturing \"lingüiça\" (curing salts, sugar, antioxidants, emulsifiers, condiments and NaCl), and results were compared to those obtained in a model containing all ingredients simultaneously. The study also aimed to evaluate the interference of the contact time between the food models and the antimicrobials on the effect against L. monocytogenes. Results indicated that the antimicrobials added to the models were able to inhibit the growth of the pathogen at 5ºC up to 72h. Comparing the models, the highest antilisterial activity was observed in the model containing pork meat and antioxidants. However, this inhibitory activity was lower than that observed in the model with all ingredients. What concerns the influence of contact time in antilisterial activity, we observed that in the model containing all ingredients the antilisterial activity was more intense after 2h of contact, but the more lasting effect was observed after 12h of contact. In the other models, the most intense effect was noted in time zero. The conclusions of the study are that each ingredient used in manufacture of \"lingüiça\" has its share in the antilisterial activity of nisin and OEO in this product and that this activity is influenced by the contact time between the food matrix and the antimicrobials.

Nisina, um antimicrobiano produzido por cepas de Lactococcus lactis subsp. Lactis, pode ser utilizada como preservante em alimentos e, possivelmente, como agente antimicrobiano. Para aumentar sua produção por Lactococcus lactis ATCC 11454 em meio MRS (pH = 6,5) realizamos ensaios em agitador rotativo (100 rpm/ 30 °C/ 36h) a partir de 3 grupos de ensaios, designados por desenho fatorial de dois níveis (2 (4-1) no grupo 01) e 2(3) nos grupos 2 e 3. As concentrações de sacarose (2,2 a 15 g/L), asparagina (7,5 a 75 g/L), fosfato de potássio (6 a 18 g/L) e Tween 80 (1,0 a 6,6 g/L) foram adicionadas ao meio MRS (pH = 6,5). A produção de nisina foi acompanhada a partir do método de difusão em ágar a partir de utilização de Lactobacillus sake ATCC 9924 como microorganismo sensível. Os melhores níveis de nisina atingidos foram de 1,6 x 104 AU/mL (grupo 2) a 1,8 x 104 AU/mL (grupo 1) e obtidos para os níveis máximos de sacarose e asparagina. Dependendo das proporções entre as concentrações dos outros nutrientes, quando a concentração final de sacarose variou entre 0,33 g/L a 3,64 g/L, o pH oscilou entre 5,10 to 6,01, o acido lático produzido variou de 1,19 g/L a 4,44 g/L e a concentração celular variou de 0,99 a 4,184 mg/L. produção de nisina mostrou-se independente das velocidades de crescimento, as quais variaram de 0,0070 h-1 a 0,0401 h-1. A analise de regressão mostrou se adequar a um modelo polinomial quadrático: Log AU/mL = 1,98905 - 0,213558 x2 + 1,80028 x3 - 1,40776 x4 + 0,23436 x1 x2 + 0,35936 x1 x3 +1,47217 x3 x4 (equação principal). Onde os índices representam as concentrações de sacarose; asparagina; fosfato e tween 80 respectivamente. A análise de variância foi realizada para os parâmetros fixados para demonstrar a adequação do modelo proposto. (x são os índices dos nutrientes adicionados). / Nisin, an antimicrobial substance tha is produced by Lactococcus lactis, can be utilized as a preservative and therapeutic agent. To improve its production by Lactococcus lactis ATCC 11454 in MRS broth (pH =6.5), in rotatory shaker (100 rpm/ 30 °C/ 36h), three groups of assays, set up by a fractional factorial design of two-levels (2 (4-1) in group 01), and 2(3) in groups 2 and 3 were carried out. The minimum and maximum concentrations of sucrose (5 to 12.5 g/L), asparagine (7.5 to 75 g/L), potassium phosphate (6 to 18 g/L) and Tween 80 (1.0 to 6.6 g/L) were added to the MRS broth (pH = 6.5). The nisin production was accompanied through the agar diffusion assay using Lactobacillus sake ATCC 9924 as a sensitive microorganism. The best nisin activities ranged from 1.67 x 104 AU/mL (group 2) to 1.84 x 104 AU/mL (group 1) and were obtained for maximum levels of sucrose and asparagine, dependending of the proportions of the other nutrients concentrations, when the final sucrose content varied from 0.33 g/L to 3.64 g/L, the pH value oscillated beTween 5.10 to 6.01, the produced lactic acid was ranged from 1.19 g/L to 4.44 g/L and the dry-cell content was about 0.99 to 4,184 mg (DCW)/L. Nisin production was shown to be independent of growth rates, which ranged from 0.0070 h-1 to 0.0401 h-1. The regression analysis attained a quadratic polynomial model: Log AU/mL = 1.98905 - 0.213558 x2 + 1.80028 x3 - 1.40776 x4 + 0.23436 x1 x2 + 0.35936 x1 x3 +1.47217 x3 x4 (main equation). The analysis of variance performed to the fitted parameters of the independent variables was performed for checking model fitting results adequacy. (x are the index for the nutrients added).

Os produtos cárneos prontos para consumo estão entre os principais alimentos associados a surtos de listeriose, uma doença causada por Listeria monocytogenes. Este estudo objetivou avaliar a ação antimicrobiana do lactato de sódio e de duas formulações comerciais à base de nisina (produtos A e B) em mortadela, e do lactato de sódio e fumaça líquida em salsicha, experimentalmente contaminadas com um pool de seis cepas de L. monocytogenes, durante o armazenamento à vácuo à 8 ºC. Os aditivos com melhor atividade anti-listeria também foram avaliados quanto ao controle de bactérias láticas (BAL) e bolores e leveduras em produto cárneo, durante o armazenamento à 8 ºC. O produto A é uma mistura de nisina encapsulada, nisina livre e extrato de alecrim, enquanto o produto B é uma mistura de nisina livre e extrato de alecrim. L. monocytogenes foi capaz de se multiplicar em todas as formulações de mortadela ao longo do período de armazenamento. Entretanto, o produto A exerceu efeito antimicrobiano contra este patógeno. Após 10 dias de armazenamento, as contagens de L. monocytogenes nas mortadelas formuladas com o produto A foram 3 log UFC/g inferiores às contagens observadas nas demais formulações avaliadas (produto B, lactato de sódio e controle), além disso, o produto A foi capaz de reduzir a velocidade de multiplicação deste microrganismo. Em relação às salsichas tratadas com fumaça líquida, as contagens de L. monocytogenes, no oitavo dia de armazenamento foram 3 log UFC/g inferiores às contagens de L. monocytogenes nas salsichas formuladas com lactato de sódio e controle. Ao final do período de armazenamento (28 dias) observou-se diferença de 2 log UFC/g nas contagens de L. monocytogenes entre as salsichas formuladas com lactato de sódio + fumaça líquida e as demais formulações. A fumaça líquida foi capaz de inibir a multiplicação de bolores e leveduras por 21 dias de armazenamento, observando-se diferença de 2 log UFC/g entre as contagens observadas nas salsichas imersas em fumaça líquida e não imersas. As contagens de BAL permaneceram baixas ao longo do período de armazenamento (< 2 log UFC/g). Também não foi observada alteração nos valores de pH e atividade de água dos produtos cárneos, o que permite concluir que as diferenças observadas nas contagens de L. monocytogenes e bolores e leveduras são devidas à ação dos antimicrobianos adicionados aos produtos cárneos. A partir destes resultados é possível concluir que o produto A e a fumaça líquida são uma barreira adicional para o controle de L. monocytogenes em mortadela e salsichas, respectivamente, durante armazenamento a 8ºC. / Ready-to-eat meat products are among the foods most frequently associated to outbreaks of listeriosis, a disease caused by Listeria monocytogenes. The objective of the present study was to evaluate the antimicrobial activity of sodium lactate and two nisin-based commercial products (A and B) in bologna, and sodium lactate and liquid smoke in frankfurters, experimentally contaminated with a pool of six strains of L. monocytogenes, during storage at 8 ºC under vacuum. The antimicrobial with better activity against L. monocytogenes was also evaluated against yeasts and molds and lactic acid bacteria. Product A is a mixture of encapsulated nisin, free nisin and rosemary extract, and product B is a mixture of free nisin and rosemary extract. L. monocytogenes was able to grow in all bologna formulations during storage. However, product A was capable of reducing the growth rate of the microorganism. Besides, L. monocytogenes populations in bologna formulated with product A were 3 log CFU/g lower than the population observed for control samples, after 10 days of storage at 8 ºC. Regarding frankfurter samples, the use of liquid smoke alone or in combination with sodium lactate resulted in a 3 log CFU/g difference between L. monocytogenes counts found in control and treated samples, after 8 days of storage at 8 ºC. However, after 28 days only the samples treated with liquid smoke combined with sodium lactate presented lower counts than controls (2 log CFU/g). Liquid smoke was also able to inhibit the growth of yeasts and molds in frankfurters, for 21 days of storage at 8 ºC. Low counts of lactic acid bacteria (< 2 log CFU/g) were detected in frankfurters during the storage. There was no variation on pH and water activity values in the meat products during storage period; therefore, the differences found in counts of L. monocytogenes in the meat products can be attributed to the presence of the antimicrobials added in the formulations. Hence, product A and liquid smoke appear to be an additional barrier to control L. monocytogenes in bologna and frankfurters, respectively, during storage at 8 ºC.

A nisina é uma bacteriocina produzida por Lactococcus factis subsp. lactis e seu uso é permitido como conservador de alimentos em diversos países. Em 1998, o Ministério da Agricultura e Abastecimento do Brasil, em atitude pioneira, autorizou a aplicação de 200 ppm de Nisaplin® em solução de ácido fosfórico grau alimentício na superfície de produtos cárneos embutidos, tais como salsichas, como alternativa tecnológica para aumentar a segurança microbiológica e a vida-de-prateleira desses produtos. Este trabalho avaliou a eficiência deste tratamento na inibição da deterioração microbiana e controle da multiplicação de Listeria monocytogenes em salsichas tratadas com nisina conforme preconizado, e armazenadas sob refrigeração (8°C) e abuso de temperatura (12°C). Salsichas foram coletadas em uma planta processadora da cidade de São Paulo e submetidas a tratamento por imersão em solução de 200 ppm de Nisaplin® em ácido fosfórico grau alimentício a 0,1 % durante 1 minuto. Para o estudo da eficiência do tratamento sobre Listeria monocytogenes, as salsichas foram contaminadas experimentalmente após o tratamento através de imersão em suspensões contendo L. monocytogenes Scott A, resultando em dois níveis de contaminação superficial denominados baixo (103-104UFC/cm2) e alto (106-107 UFOcm2). Controles não tratados e não inoculados foram realizados concomitantemente. As amostras foram embaladas a vácuo e armazenadas a 8°C e 12°C durante 42 dias. A enumeração das populações de microrganismos aeróbios mesófilos, bactérias láticas, microrganismos psicrotróficos e L. monocytogenes foi realizada semanalmente até o final do período de estocagem. Os resultados indicam que não há diferença estatisticamente significativa entre as populações de bactérias aeróbias mesófilas, psicrotróficas e bactérias láticas em produtos tratados e não tratados com solução de Nisaplin® e armazenados a 8°C ou a 12°C. A redução das populações de L. monocytogenes em salsichas tratadas com Nisaplin® quando a contaminação superficial foi de 103 a 104UFC/cm2 e o produto foi armazenado a 8°e foi pequena (<1 log UFC/cm2), porém estatisticamente significativa. Esses resultados indicam serem necessárias medidas adicionais para garantir a segurança do produto. / Nisin is a bacteriocin produced by Lactococcus lactis subsp lactis and its use is permitted as a food preservative in severaI countries. In 1998, the Brazilian Ministry of Agriculture authorized the application of 200 ppm nisin (Nisaplin®) on the surface of meat products by immersion or spraying, as a technological alternative to increase safety and shelf-life of cooked frankfurters. This work intended to evaluate the effectiveness of this treatment on inhibition of microbial spoilage and control of growth of Listeria monocytogenes in frankfurters during storage under refrigeration (8°C) and temperature abuse (12°C). Frankfurters from a local meat industry were submerged for 1 min in nisin solution (200 ppm) in 0.1% phosphoric acid and experimentally contaminated with low (103-104 CFU/cm2) and high (106-107CFU/cm2) levels of L. monocytogenes. Non-treated and non-inoculated controls were also prepared. Counts of lactic acid bacteria, aerobes (mesophilic and psychrotrophic) and L. monocytogenes were carried out weekly up to 42 days, in four genuine repetitions. Results available indicate that the differences of counts of mesophilic and psychrotrophic aerobes, lactic acid bacteria in nisin-treated and non-treated controls are not significant. Reduction of L. monocytogenes populations in nisin-treated frankfurters experimentally contaminated with low (103-104CFU/cm2) leveis of L. monocytogenes stored under refrigeration (8°C) was low (<1 log UFC/cm<SUP2), but statistically significant. Results indicate that additional measures are necessary to ensure the safety of these products.

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

Staphylococcus spp. é uma das principais causas da mastite bovina, onde o uso de antimicrobianos tem sido comprometido por mecanismos de resistência bacteriana e geração de resíduos que alteram a qualidade e segurança alimentar do leite e derivados. Foi avaliada a atividade in vitro da nisina (NS), do brometo de dioctadecildimetilamônio (DDA) e do complexo NS/DDA contra Staphylococcus spp. resistentes isolados de mastite bovina. A CBM50 da nisina e DDA foi 50 e 4&#956;g/mL, respectivamente, enquanto que a CBM50 do complexo NS/DDA foi 3/2&#956;g/mL, com efeito parcialmente sinérgico. O estudo de time-kill revelou redução de 3 log10 UFC/mL após uma hora de interação entre NS/DDA e a bactéria. A microscopia de fluorescência confirmou uma perda da viabilidade após 6 horas de interação. A interação NS/DDA resultou na formação de nanopartículas (148,5 nm) catiônicas (+8,84 mV) cuja interação com a superfície bacteriana negativa (-27,32 mV) resultou em ação bactericida. NS/DDA pode ser uma alternativa promissora contra Staphylococcus spp. resistentes isolados de mastite bovina. / Staphylococcus spp. is a major cause of bovine mastitis, where the use of antimicrobials has been compromised by bacterial resistance mechanisms and waste generation that change the food quality and safety of milk and dairy products. The in vitro activity antibacterial was evaluated of the nisin (NS), of the dioctadecyldimethylammonium bromide (DDA) and of the NS/DDA complex against drug-resistant Staphylococcus spp. isolated from bovine mastitis. The CBM50 of nisin and DDA were 50 and 4&#956;g/ml, respectively, while the CBM50 NS/DDA complex was 3/2mg/mL, with partially synergistic effect. The time-kill study showed reduction of 3log10 CFU/mL after an hour of interaction between NS/DDA and bacteria. Fluorescence microscopy confirmed a loss of viability after 6h of interaction. NS/DDA interaction resulted in formation of nanoparticles (148.5 nm) cationic (+8.84 mV) which interact with negative bacterial surface (-27.32 mV) resulted in bactericidal activity. NS/DDA may be a promising alternative against drug-resistant Staphylococcus spp. isolated from bovine mastitis.

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