No description available.

Chitin in shrimp waste is tightly associated with proteins, lipids, pigments and mineral deposits. Therefore, these source materials have to be pretreated to remove these components. For a long time, chemical process has been used widely for extraction of chitin from shrimp waste. The chemical process however led to severe environmental damage and low chitin quality. The biological process has been shown promising to replace the harsh chemical process to reduce the environment impact. In our previous study chitin recovery from sterilized shrimp waste by Lactobacillus plantarum NCDN4 was investigated. However in large scale it is uneconomical to sterilize the shrimp waste. For that reason, in this study the microbial process using Lactobacillus plantarum NCDN4 for chitin recovery from unsterilezed shrimp waste has been investigated. Factors affecting the demineralization by this strain such as inoculum size, glucose concentration, initial pH, NaCl concentration and fermentation time were investigated. It was found that when unsterilized shrimp waste fermented with 20% L. plantarum inoculum, 12,5% glucose, and pH 6 for 4 days at 30oC, 99. 28% emineralization and 48.65% deproteination could be achieved. The ash and protein content of fermented residues were 1.33% and 22.46% respectively. Compared to sterilized condition the efficiency of demineralization and deproteination was similar. / Chitin trong phế liệu tôm liên kết chặt chẽ với protein, sắc tố và khoáng. Do vậy để thu được chitin cần có các bước tiền xử lí để loại các thành phần không phải chitin ra. Phương pháp hóa học được sử dụng rộng rãi từ lâu để tiền xử lí chitin. Tuy nhiên do phương pháp hóa học gây hại cho môi trường và tạo ra chitin chất lượng thấp, các nhà khoa học nỗ lực nghiên cứu tìm ra các phương pháp thay thế. Phương pháp sinh học được xem là rất khả quan để thay thế phương pháp hóa học. Trong nghiên cứu trước của chúng tôi, quá trình lên men phế liệu tôm thanh trùng bằng Lactobacillus plantarum NCDN4 đã được nghiên cứu. Tuy nhiên việc thanh trùng phế liệu tôm không kinh tế. Trong nghiên cứu này quá trình lên men phế liệu tôm không thanh trùng bằng Lactobacillus plantarum NCDN4 đã được khảo sát. Các yếu tố như tỷ lệ giống, nồng độ đường glucose, nồng độ NaCl, pH ban đầu của môi trường lên men và thời gian lên men đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy ở điều kiện 20% giống theo thể tích, 12,5% dịch đường glucose, 2% muối theo khối lượng, pH ban đầu 6, sau 5 ngày lên men lượng khoáng và protein trong nguyên liệu giảm tương ứng 99.28% và 48.65%. Lượng khoáng và protein còn lại tương ứng 1.33% và 22.46% (tính theo trọng lượng khô). So với phế liệu tôm không thanh trùng, hiệu quả loại khoáng và protein là tương đương.

Au cours de ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés aux études taxonomiques des deux souches TN17 et Fr10 qui sont deux nouvelles espèces du genre Streptomyces dont nous avons proposé les nomenclatures suivantes : Streptomyces lilaceus sp. TN17 et Streptomyces microflavus sp. Fr10. A partir de la souche Streptomyces lilaceus sp. TN17, trois molécules on été purifiées et identifiées par le biais de plusieurs techniques spectroscopiques, il s’agit d’un dérivé de DKP (L-Leu, L-Arg), un dérivé de phtalate le di-(2-éthylhexyl) phtalate et un tértrapeptide cyclique : le 1 - [2 -(cyclopentanecarbonyl-3-phenylpropionyl] – pyrrolidine-2-carboxylique (1-carbamoyl-propyl)-amide. Ces trois molécules présentent des activités antibactériennes et antifongiques. Suite au criblage des souches de bactéries lactiques productrices de bactériocines de la collection de notre laboratoire et leurs caractérisations, nous avons identifié une nouvelle souche de Lactobacillus nommée Lactobacillus plantarum sp.TN635 qui produit une bactériocine « BacTN635 » de 3,8 KDa. Cette dernière a été purifiée à homogénéité, elle possède un spectre d’action très large contre les bactéries à Gram+, à Gram- et contre les champignons filamenteux et unicellulaires. BacTN635 a un effet bactéricide contre Listeria ivanovii BUG 496 et fongistatique contre Candida tropicalis R2 CIP203. / In This Thesis, we are interested in taxonomic studies of two strains TN17 and Fr10 which are two new species of the genus Streptomyces, and we have proposed the following names: Streptomyces lilaceus sp. TN17 and Streptomyces microflavus sp. Fr10. From Streptomyces lilaceus strain sp. TN17, three molecules have been purified and identified by means of several spectroscopic techniques, it is a derivative of DKP (L-Leu, Larg), a derivative of phthalate di-(2-ethylhexyl) phthalate and cyclic peptide 1 - [2 - (cyclopentanecarbonyl-3-phenylpropionyl] - pyrrolidine-2-carboxylic acid (1-carbamoylpropyl)- amide. All three molecules exhibit antibacterial and antifungal activities. A novel strain of lactic acid bacteria was isolated and characterized from a collection of our laboratory. It’s identified as a new strain of Lactobacillus, named Lactobacillus plantarum sp.TN635 producing a new bacteriocin "BacTN635" of 3.8 kDa, purified to homogeneity and spectrum with a very broad action against Gram + and Gram-, filamentous and unicellular fungi. BacTN635 has a bactericidal effect against Listeria ivanovii BUG 496 and fungistatic against Candida tropicalis R2 CIP203.

Bacteriocins are antimicrobial peptides ribosomally synthesized by various bacteria. In particular, the bacteriocins produced by lactic acid bacteria have recently received great attention due to their wide applicability and also because they are produced by microorganisms safe for human consumption. There are numerous studies reporting bacteriocin production by different lactic acid bacteria, as well as its optimization by using alternative substrate. Some of these studies point to milk/cheese whey as a potential low-cost source for the cultivation of lactic acid bacteria and the production of biocomposites, such as bacteriocins. Several researches refer to the production of bacteriocins, mainly nisin. On the other hand, the production of bacteriocins by Lactobacillus plantarum strains still limited. In this context, the present work first studied the growth and production of bacteriocin by L. plantarum strain ST16Pa when cultivated in Man, Rogosa and Sharpe (MRS) broth with and without inulin supplementation incubated under shaken and stationary conditions. The results indicated that this strain has higher growth when cultured in aerobiosis; however, the highest bacteriocin activity is obtained in stationary condition. The stability and partitioning of bacteriocin from the fermented MRS broth of L. plantarum ST16Pa in the PEG/NaPA/electrolytes aqueous two-phase systems was also studied. After 1 h in temperatures from 50 °C to 80 °C and pH from 3.0 to 8.0, the produced bacteriocin remained stable. In addition, the proposed partition system has proved to be an economical alternative for the recovery and purification of this biomolecule. Motivated by the trend in use industrial by products aiming the production of high value-added biocomposites, we investigated the performance of milk/cheese whey as alternative substrate for L. plantarum ST16Pa growth and for the production of antimicrobial biomolecules by this strain. For this purpose, the study was divided in two steps, being the first developed using whey powder supplemented according to the Plackett & Burman experimental design, with 12 trials and 4 central points. Although the proposed design was not the ideal statistical tool to optimize the bacteriocin ST16Pa production, through it was possible to obtain a formulation, which resulted in greater inhibition zones when compared with previous date reported by other authors using the same strain cultured in cheese whey. Later, still using L. plantarum strain ST16Pa, we investigated the production of bacteriocin and lactate in fresh cheese whey previously hydrolyzed by Flavourzyme or Lactozym. The cultures were optimized by supplementing this medium with different concentrations of soybean flour, which were incubated under aerobic and microaerophilic/anaerobic conditions. The highest values of bacteriocin activity (7,367.23 AU/mL) and lactate yield (Ylactate/lactose = 1.39 g/g) were obtained under anaerobic conditions using 10 g/L of soybean flour to supplement cheese whey prehydrolyzed with Flavourzyme during 3 h. Finally, the cell-free supernatant resulted from this cultivation was applied on the surfaces of chicken breast fillets artificially contaminated with Enterococcus faecium 711, showing biopreservative efficiency during 7 days of storage under refrigeration. / Bacteriocinas são peptídeos antimicrobianos sintetizados por diversas bactérias. Em particular, as bacteriocinas produzidas por bactérias ácido-láticas têm recebido crescente destaque devido sua ampla aplicabilidade e também por serem produzidas por microorganismos seguros para o consumo humano. Inúmeros estudos relatam a produção de bacteriocina por diversas bactérias ácido-láticas, bem como a otimização da produção desta biomolécula utilizando fontes alternativas de substrato. Alguns destes estudos apontam o soro de leite/queijo como uma fonte potencial e de baixo custo para o cultivo de bactérias láticas e produção de biocompostos, tais como bacteriocinas. Diversas pesquisas se referem à produção de bacteriocinas, principalmente a nisina. Por outro lado, a produção de bacteriocinas por cepas de Lactobacillus plantarum ainda é limitada. Neste âmbito, o presente trabalho estudou, primeiramente, o crescimento e produção de bacteriocina pela cepa L. plantarum ST16Pa quando cultivada em caldo Man, Rogosa e Sharpe (MRS) com e sem suplementação de inulina sob condições aeradas e sem agitação. Os resultados indicaram que este micro-organismo tem maior crescimento quando cultivado em aerobiose, entretanto, os maiores valores de atividade da bacteriocina produzida foram obtidos em cultivos não agitados. Ainda utilizando MRS para o cultivo desta cepa, investigou-se a estabilidade e partição da bacteriocina em sistema aquoso de duas fases do tipo PEG/NaPA/electrólitos. Após 1 h submetida à temperaturas entre 50 °C e 80 °C e pH entre 3,0 e 8,0, a bacteriocina produzida permaneceu estável. Além disso, o sistema de partição proposto demonstrou ser uma alternativa econômica para recuperação e purificação desta biomolécula. Motivados pela tendência do uso de subprodutos industriais para a produção de biocompostos de alto valor agregado, investigou-se o desempenho do soro de leite/queijo como substrato alternativo para o crescimento de L. plantarum ST16Pa e a consequente produção de biomoléculas antimicrobianas por esta cepa. O estudo foi divido em duas etapas, sendo a primeira desenvolvida utilizando soro de leite em pó suplementado de acordo com o delineamento experimental Plackett & Burman, com 12 ensaios e mais 4 pontos centrais. Embora o delineamento proposto não tenha sido a ferramenta estatística ideal para alcançar a otimização da produção de bacteriocina ST16Pa, através do mesmo foi possível obter uma formulação, a qual gerou maiores halos de inibição quando comparados com resultados prévios reportados por outros autores utilizando a mesma cepa cultivada em soro de queijo. Posteriormente, ainda utilizando L. plantarum ST16Pa, investigou-se a produção de bacteriocina e lactato em soro de queijo fresco previamente hidrolisado por Flavourzyme ou Lactozym. Os cultivos foram otimizado através da suplementação deste meio de cultura com diferentes concentrações de farinha de soja, os quais foram incubados sob condições aeróbicas e microaerofílicas/anaeróbicas. Os maiores valores de atividade da bacteriocina (7367,23 AU/mL) e rendimento de lactato (Ylactate/lactose = 1,39 g/g) foram obtidos sob condições anaeróbicas utilizando 10 g/L de farinha de soja para suplementar o soro de queijo hidrolizado por Flavourzyme durante 3 h. Por fim, o sobrenadante resultante deste cultivo foi aplicado sobre a superfície de filés de peito de frango artificialmente contaminados por Enterococcus faecium 711, demonstrando eficiência como bioconservante durante 7 dias de armazenamento sob refrigeração.

Os microrganismos probióticos são considerados suplementos alimentares vivos, apresentando benefícios ao hospedeiro e melhorando o balanço intestinal. A produção de Lactobacillus com alta densidade celular vem sendo estudada e possui grande interesse por parte da indústria, bem como o estudo de novos meios de cultivo alternativos. Outros interesses são a melhora da sobrevivência dos microrganismos durante a passagem pelo trato gastrintestinal por meio da microencapsulação e a elaboração de um produto com potencial probiótico que não necessite da cadeia do frio. Dentro deste contexto o presente trabalho objetivou a produção de microrganismo potencialmente probiótico em meio de cultivo vegetal e após microencapsulado, para obtenção de um pó alimentício para ser diretamente utilizado em alimentos. Na primeira etapa deste trabalho foi realizada uma avaliação de variáveis para fixar os parâmetros de processo e o meio de cultivo em biorreator submerso, para produção de biomassa de Lactobacillus plantarum BL011. O meio de cultivo e parâmetros de processo que apresentaram os melhores resultados para a produção de biomassa e ácido láctico foram: 40 g L-1 de açúcares totais (soro ácido de soja); 15 g L-1 de extrato de levedura; velocidade de agitação de 200 rpm; 25 °C e 4,5 vvm. Os resultados obtidos permitiram uma produção de biomassa de 17,87 g L-1 e 37,59 g L-1 de ácido láctico. Em uma segunda etapa deste trabalho o microrganismo foi microencapsulado pela técnica de electrospraying, utilizando como agentes encapsulantes alginato de sódio (ALG) e uma mistura de alginato de sódio e pectina cítrica (ALG-PEC). As células microbianas livres e microencapsuladas foram submetidas ao suco gástrico simulado (SGS) e suco intestinal simulado (SIS). O microrganismo controle (células livres) demonstrou uma diminuição de 6 e 4,2 log UFC mL-1 depois de 120 min de exposição, respectivamente. No entanto, as células microencapsuladas em ALG e em ALG-PEC apresentaram resistência considerável, diminuindo 2,9 log UFC mL-1 para SGS e 2,7 log UFC mL-1 para SIS. Testes de armazenamento sob temperatura de refrigeração por 21 dias apresentaram boa sobrevivência bacteriana de 9,3 log UFC mL-1 (ALG) e 8,6 log UFC mL-1 (ALG-PEC) para células microencapsuladas, enquanto que as células livres apresentaram uma sobrevivência de apenas 1,2 log UFC mL-1 Na terceira etapa foram realizados experimentos para obtenção do pó alimentício com potencial probiótico, onde o microrganismo microencapsulado em ALG foi liofilizado e analisada a viabilidade no período de 6 meses de armazenamento a temperatura ambiente (25 °C), aqual foi mantida acima de 7 log UFC g-1 de pó alimentício, a análise microbiológica (conforme legislação brasileira) realizada antes e após o período de armazenamento não demonstrou contaminações para os patógenos avaliados. Realizou-se uma análise sensorial adicionando o pó alimentício em suco natural de laranja, obtendo aceitação sensorial elevada, maior que 88 %. O suco com adição do pó alimentício foi exposto aos SGS e SIS e apresentou, após 120 min, redução de apenas 2,4 log UFC mL-1 para SGS e 1,3 log UFC mL-1 para SIS. / Probiotic microorganisms are considered living dietary supplements showing benefic effects to hosts by improving the intestinal balance. The high cell density production of Lactobacillus has been the interest of many studies and presents great interest for industry, along with the development of new alternative culture media. Other concerns are the improvement of the survival of microorganisms during passage through the gastrointestinal tract by means of microencapsulation, and the preparation of a product with probiotic potential that would require no cold chain. In this context, this study aimed at producing potentially probiotic bacterium with alternative sources of cultivation substrates and its microencapsulation to obtain a food powder to be used directly in food. In the first step of this study a screnning of variables was carried out to set the process parameters and culture medium in the submerged bioreactor for the production of L. plantarum BL011 The optimized culture medium and processing parameters for biomass and lactic acid formation were: 40 g L-1 total sugar (liquid acid protein residue of soybean); 15 g L-1 yeast extract; stirring speed of 200 rpm; 25 °C, and 4.5 vvm. The results obtained allowed for a production of 17.87 g L-1 of biomass and 37.59 g L-1 of lactic acid. In a second step of this study L. plantarum BL011 was microencapsulated using the electrospraying technique, using as encapsulating agents sodium alginate (ALG) and a mixture of sodium alginate and citrus pectin (ALG-PEC). The free and microencapsulated cells were subjected to the simulated gastric juice (SGJ) and simulated intestinal juice (SIJ). The microorganism control (free cells) showed a decrease of 6 and 4.2 log CFU mL-1 after 120 min of exposure, respectively. However, the microencapsulated cells in ALG and in ALG-PEC showed significant resistance, decreasing by 2.9 log CFU mL-1 in SGJ, and 2.7 log CFU mL-1 in SIJ. Storage tests under refrigeration temperature for 21 days showed good bacterial survival of 9.3 log CFU mL-1 (ALG) and 8.6 log CFU mL-1 (ALG-PEC) for microencapsulated cells, whereas free cells showed a survival of only 1.2 log CFU mL-1 In the third step of the work, it was obtained a food powder with probiotic potential, where the ALG-microencapsulated bacterium was lyophilized and viability was investigated within 6 months of storage at room temperature (25 °C), keeping 7 log CFU g-1 product of its initial value. Microbiological analyses (according to Brazilian legislation) performed before and after the storage period did not show any contaminations by pathogens. The formulated orange juice containing L. plantarum BL011 obtained high sensory acceptance (> 88 %) in the sensory analysis. The juice with the addition of food powder was exposed to SGJ and SIJ and presented, after 120 min, reduction of 2.4 log CFU mL-1 for SGJ and 1.3 log CFU mL-1 for SIJ.

Bacteriocins are antimicrobial peptides ribosomally synthesized by various bacteria. In particular, the bacteriocins produced by lactic acid bacteria have recently received great attention due to their wide applicability and also because they are produced by microorganisms safe for human consumption. There are numerous studies reporting bacteriocin production by different lactic acid bacteria, as well as its optimization by using alternative substrate. Some of these studies point to milk/cheese whey as a potential low-cost source for the cultivation of lactic acid bacteria and the production of biocomposites, such as bacteriocins. Several researches refer to the production of bacteriocins, mainly nisin. On the other hand, the production of bacteriocins by Lactobacillus plantarum strains still limited. In this context, the present work first studied the growth and production of bacteriocin by L. plantarum strain ST16Pa when cultivated in Man, Rogosa and Sharpe (MRS) broth with and without inulin supplementation incubated under shaken and stationary conditions. The results indicated that this strain has higher growth when cultured in aerobiosis; however, the highest bacteriocin activity is obtained in stationary condition. The stability and partitioning of bacteriocin from the fermented MRS broth of L. plantarum ST16Pa in the PEG/NaPA/electrolytes aqueous two-phase systems was also studied. After 1 h in temperatures from 50 °C to 80 °C and pH from 3.0 to 8.0, the produced bacteriocin remained stable. In addition, the proposed partition system has proved to be an economical alternative for the recovery and purification of this biomolecule. Motivated by the trend in use industrial by products aiming the production of high value-added biocomposites, we investigated the performance of milk/cheese whey as alternative substrate for L. plantarum ST16Pa growth and for the production of antimicrobial biomolecules by this strain. For this purpose, the study was divided in two steps, being the first developed using whey powder supplemented according to the Plackett & Burman experimental design, with 12 trials and 4 central points. Although the proposed design was not the ideal statistical tool to optimize the bacteriocin ST16Pa production, through it was possible to obtain a formulation, which resulted in greater inhibition zones when compared with previous date reported by other authors using the same strain cultured in cheese whey. Later, still using L. plantarum strain ST16Pa, we investigated the production of bacteriocin and lactate in fresh cheese whey previously hydrolyzed by Flavourzyme or Lactozym. The cultures were optimized by supplementing this medium with different concentrations of soybean flour, which were incubated under aerobic and microaerophilic/anaerobic conditions. The highest values of bacteriocin activity (7,367.23 AU/mL) and lactate yield (Ylactate/lactose = 1.39 g/g) were obtained under anaerobic conditions using 10 g/L of soybean flour to supplement cheese whey prehydrolyzed with Flavourzyme during 3 h. Finally, the cell-free supernatant resulted from this cultivation was applied on the surfaces of chicken breast fillets artificially contaminated with Enterococcus faecium 711, showing biopreservative efficiency during 7 days of storage under refrigeration. / Bacteriocinas são peptídeos antimicrobianos sintetizados por diversas bactérias. Em particular, as bacteriocinas produzidas por bactérias ácido-láticas têm recebido crescente destaque devido sua ampla aplicabilidade e também por serem produzidas por microorganismos seguros para o consumo humano. Inúmeros estudos relatam a produção de bacteriocina por diversas bactérias ácido-láticas, bem como a otimização da produção desta biomolécula utilizando fontes alternativas de substrato. Alguns destes estudos apontam o soro de leite/queijo como uma fonte potencial e de baixo custo para o cultivo de bactérias láticas e produção de biocompostos, tais como bacteriocinas. Diversas pesquisas se referem à produção de bacteriocinas, principalmente a nisina. Por outro lado, a produção de bacteriocinas por cepas de Lactobacillus plantarum ainda é limitada. Neste âmbito, o presente trabalho estudou, primeiramente, o crescimento e produção de bacteriocina pela cepa L. plantarum ST16Pa quando cultivada em caldo Man, Rogosa e Sharpe (MRS) com e sem suplementação de inulina sob condições aeradas e sem agitação. Os resultados indicaram que este micro-organismo tem maior crescimento quando cultivado em aerobiose, entretanto, os maiores valores de atividade da bacteriocina produzida foram obtidos em cultivos não agitados. Ainda utilizando MRS para o cultivo desta cepa, investigou-se a estabilidade e partição da bacteriocina em sistema aquoso de duas fases do tipo PEG/NaPA/electrólitos. Após 1 h submetida à temperaturas entre 50 °C e 80 °C e pH entre 3,0 e 8,0, a bacteriocina produzida permaneceu estável. Além disso, o sistema de partição proposto demonstrou ser uma alternativa econômica para recuperação e purificação desta biomolécula. Motivados pela tendência do uso de subprodutos industriais para a produção de biocompostos de alto valor agregado, investigou-se o desempenho do soro de leite/queijo como substrato alternativo para o crescimento de L. plantarum ST16Pa e a consequente produção de biomoléculas antimicrobianas por esta cepa. O estudo foi divido em duas etapas, sendo a primeira desenvolvida utilizando soro de leite em pó suplementado de acordo com o delineamento experimental Plackett & Burman, com 12 ensaios e mais 4 pontos centrais. Embora o delineamento proposto não tenha sido a ferramenta estatística ideal para alcançar a otimização da produção de bacteriocina ST16Pa, através do mesmo foi possível obter uma formulação, a qual gerou maiores halos de inibição quando comparados com resultados prévios reportados por outros autores utilizando a mesma cepa cultivada em soro de queijo. Posteriormente, ainda utilizando L. plantarum ST16Pa, investigou-se a produção de bacteriocina e lactato em soro de queijo fresco previamente hidrolisado por Flavourzyme ou Lactozym. Os cultivos foram otimizado através da suplementação deste meio de cultura com diferentes concentrações de farinha de soja, os quais foram incubados sob condições aeróbicas e microaerofílicas/anaeróbicas. Os maiores valores de atividade da bacteriocina (7367,23 AU/mL) e rendimento de lactato (Ylactate/lactose = 1,39 g/g) foram obtidos sob condições anaeróbicas utilizando 10 g/L de farinha de soja para suplementar o soro de queijo hidrolizado por Flavourzyme durante 3 h. Por fim, o sobrenadante resultante deste cultivo foi aplicado sobre a superfície de filés de peito de frango artificialmente contaminados por Enterococcus faecium 711, demonstrando eficiência como bioconservante durante 7 dias de armazenamento sob refrigeração.

Os microrganismos probióticos são considerados suplementos alimentares vivos, apresentando benefícios ao hospedeiro e melhorando o balanço intestinal. A produção de Lactobacillus com alta densidade celular vem sendo estudada e possui grande interesse por parte da indústria, bem como o estudo de novos meios de cultivo alternativos. Outros interesses são a melhora da sobrevivência dos microrganismos durante a passagem pelo trato gastrintestinal por meio da microencapsulação e a elaboração de um produto com potencial probiótico que não necessite da cadeia do frio. Dentro deste contexto o presente trabalho objetivou a produção de microrganismo potencialmente probiótico em meio de cultivo vegetal e após microencapsulado, para obtenção de um pó alimentício para ser diretamente utilizado em alimentos. Na primeira etapa deste trabalho foi realizada uma avaliação de variáveis para fixar os parâmetros de processo e o meio de cultivo em biorreator submerso, para produção de biomassa de Lactobacillus plantarum BL011. O meio de cultivo e parâmetros de processo que apresentaram os melhores resultados para a produção de biomassa e ácido láctico foram: 40 g L-1 de açúcares totais (soro ácido de soja); 15 g L-1 de extrato de levedura; velocidade de agitação de 200 rpm; 25 °C e 4,5 vvm. Os resultados obtidos permitiram uma produção de biomassa de 17,87 g L-1 e 37,59 g L-1 de ácido láctico. Em uma segunda etapa deste trabalho o microrganismo foi microencapsulado pela técnica de electrospraying, utilizando como agentes encapsulantes alginato de sódio (ALG) e uma mistura de alginato de sódio e pectina cítrica (ALG-PEC). As células microbianas livres e microencapsuladas foram submetidas ao suco gástrico simulado (SGS) e suco intestinal simulado (SIS). O microrganismo controle (células livres) demonstrou uma diminuição de 6 e 4,2 log UFC mL-1 depois de 120 min de exposição, respectivamente. No entanto, as células microencapsuladas em ALG e em ALG-PEC apresentaram resistência considerável, diminuindo 2,9 log UFC mL-1 para SGS e 2,7 log UFC mL-1 para SIS. Testes de armazenamento sob temperatura de refrigeração por 21 dias apresentaram boa sobrevivência bacteriana de 9,3 log UFC mL-1 (ALG) e 8,6 log UFC mL-1 (ALG-PEC) para células microencapsuladas, enquanto que as células livres apresentaram uma sobrevivência de apenas 1,2 log UFC mL-1 Na terceira etapa foram realizados experimentos para obtenção do pó alimentício com potencial probiótico, onde o microrganismo microencapsulado em ALG foi liofilizado e analisada a viabilidade no período de 6 meses de armazenamento a temperatura ambiente (25 °C), aqual foi mantida acima de 7 log UFC g-1 de pó alimentício, a análise microbiológica (conforme legislação brasileira) realizada antes e após o período de armazenamento não demonstrou contaminações para os patógenos avaliados. Realizou-se uma análise sensorial adicionando o pó alimentício em suco natural de laranja, obtendo aceitação sensorial elevada, maior que 88 %. O suco com adição do pó alimentício foi exposto aos SGS e SIS e apresentou, após 120 min, redução de apenas 2,4 log UFC mL-1 para SGS e 1,3 log UFC mL-1 para SIS. / Probiotic microorganisms are considered living dietary supplements showing benefic effects to hosts by improving the intestinal balance. The high cell density production of Lactobacillus has been the interest of many studies and presents great interest for industry, along with the development of new alternative culture media. Other concerns are the improvement of the survival of microorganisms during passage through the gastrointestinal tract by means of microencapsulation, and the preparation of a product with probiotic potential that would require no cold chain. In this context, this study aimed at producing potentially probiotic bacterium with alternative sources of cultivation substrates and its microencapsulation to obtain a food powder to be used directly in food. In the first step of this study a screnning of variables was carried out to set the process parameters and culture medium in the submerged bioreactor for the production of L. plantarum BL011 The optimized culture medium and processing parameters for biomass and lactic acid formation were: 40 g L-1 total sugar (liquid acid protein residue of soybean); 15 g L-1 yeast extract; stirring speed of 200 rpm; 25 °C, and 4.5 vvm. The results obtained allowed for a production of 17.87 g L-1 of biomass and 37.59 g L-1 of lactic acid. In a second step of this study L. plantarum BL011 was microencapsulated using the electrospraying technique, using as encapsulating agents sodium alginate (ALG) and a mixture of sodium alginate and citrus pectin (ALG-PEC). The free and microencapsulated cells were subjected to the simulated gastric juice (SGJ) and simulated intestinal juice (SIJ). The microorganism control (free cells) showed a decrease of 6 and 4.2 log CFU mL-1 after 120 min of exposure, respectively. However, the microencapsulated cells in ALG and in ALG-PEC showed significant resistance, decreasing by 2.9 log CFU mL-1 in SGJ, and 2.7 log CFU mL-1 in SIJ. Storage tests under refrigeration temperature for 21 days showed good bacterial survival of 9.3 log CFU mL-1 (ALG) and 8.6 log CFU mL-1 (ALG-PEC) for microencapsulated cells, whereas free cells showed a survival of only 1.2 log CFU mL-1 In the third step of the work, it was obtained a food powder with probiotic potential, where the ALG-microencapsulated bacterium was lyophilized and viability was investigated within 6 months of storage at room temperature (25 °C), keeping 7 log CFU g-1 product of its initial value. Microbiological analyses (according to Brazilian legislation) performed before and after the storage period did not show any contaminations by pathogens. The formulated orange juice containing L. plantarum BL011 obtained high sensory acceptance (> 88 %) in the sensory analysis. The juice with the addition of food powder was exposed to SGJ and SIJ and presented, after 120 min, reduction of 2.4 log CFU mL-1 for SGJ and 1.3 log CFU mL-1 for SIJ.

Os microrganismos probióticos são considerados suplementos alimentares vivos, apresentando benefícios ao hospedeiro e melhorando o balanço intestinal. A produção de Lactobacillus com alta densidade celular vem sendo estudada e possui grande interesse por parte da indústria, bem como o estudo de novos meios de cultivo alternativos. Outros interesses são a melhora da sobrevivência dos microrganismos durante a passagem pelo trato gastrintestinal por meio da microencapsulação e a elaboração de um produto com potencial probiótico que não necessite da cadeia do frio. Dentro deste contexto o presente trabalho objetivou a produção de microrganismo potencialmente probiótico em meio de cultivo vegetal e após microencapsulado, para obtenção de um pó alimentício para ser diretamente utilizado em alimentos. Na primeira etapa deste trabalho foi realizada uma avaliação de variáveis para fixar os parâmetros de processo e o meio de cultivo em biorreator submerso, para produção de biomassa de Lactobacillus plantarum BL011. O meio de cultivo e parâmetros de processo que apresentaram os melhores resultados para a produção de biomassa e ácido láctico foram: 40 g L-1 de açúcares totais (soro ácido de soja); 15 g L-1 de extrato de levedura; velocidade de agitação de 200 rpm; 25 °C e 4,5 vvm. Os resultados obtidos permitiram uma produção de biomassa de 17,87 g L-1 e 37,59 g L-1 de ácido láctico. Em uma segunda etapa deste trabalho o microrganismo foi microencapsulado pela técnica de electrospraying, utilizando como agentes encapsulantes alginato de sódio (ALG) e uma mistura de alginato de sódio e pectina cítrica (ALG-PEC). As células microbianas livres e microencapsuladas foram submetidas ao suco gástrico simulado (SGS) e suco intestinal simulado (SIS). O microrganismo controle (células livres) demonstrou uma diminuição de 6 e 4,2 log UFC mL-1 depois de 120 min de exposição, respectivamente. No entanto, as células microencapsuladas em ALG e em ALG-PEC apresentaram resistência considerável, diminuindo 2,9 log UFC mL-1 para SGS e 2,7 log UFC mL-1 para SIS. Testes de armazenamento sob temperatura de refrigeração por 21 dias apresentaram boa sobrevivência bacteriana de 9,3 log UFC mL-1 (ALG) e 8,6 log UFC mL-1 (ALG-PEC) para células microencapsuladas, enquanto que as células livres apresentaram uma sobrevivência de apenas 1,2 log UFC mL-1 Na terceira etapa foram realizados experimentos para obtenção do pó alimentício com potencial probiótico, onde o microrganismo microencapsulado em ALG foi liofilizado e analisada a viabilidade no período de 6 meses de armazenamento a temperatura ambiente (25 °C), aqual foi mantida acima de 7 log UFC g-1 de pó alimentício, a análise microbiológica (conforme legislação brasileira) realizada antes e após o período de armazenamento não demonstrou contaminações para os patógenos avaliados. Realizou-se uma análise sensorial adicionando o pó alimentício em suco natural de laranja, obtendo aceitação sensorial elevada, maior que 88 %. O suco com adição do pó alimentício foi exposto aos SGS e SIS e apresentou, após 120 min, redução de apenas 2,4 log UFC mL-1 para SGS e 1,3 log UFC mL-1 para SIS. / Probiotic microorganisms are considered living dietary supplements showing benefic effects to hosts by improving the intestinal balance. The high cell density production of Lactobacillus has been the interest of many studies and presents great interest for industry, along with the development of new alternative culture media. Other concerns are the improvement of the survival of microorganisms during passage through the gastrointestinal tract by means of microencapsulation, and the preparation of a product with probiotic potential that would require no cold chain. In this context, this study aimed at producing potentially probiotic bacterium with alternative sources of cultivation substrates and its microencapsulation to obtain a food powder to be used directly in food. In the first step of this study a screnning of variables was carried out to set the process parameters and culture medium in the submerged bioreactor for the production of L. plantarum BL011 The optimized culture medium and processing parameters for biomass and lactic acid formation were: 40 g L-1 total sugar (liquid acid protein residue of soybean); 15 g L-1 yeast extract; stirring speed of 200 rpm; 25 °C, and 4.5 vvm. The results obtained allowed for a production of 17.87 g L-1 of biomass and 37.59 g L-1 of lactic acid. In a second step of this study L. plantarum BL011 was microencapsulated using the electrospraying technique, using as encapsulating agents sodium alginate (ALG) and a mixture of sodium alginate and citrus pectin (ALG-PEC). The free and microencapsulated cells were subjected to the simulated gastric juice (SGJ) and simulated intestinal juice (SIJ). The microorganism control (free cells) showed a decrease of 6 and 4.2 log CFU mL-1 after 120 min of exposure, respectively. However, the microencapsulated cells in ALG and in ALG-PEC showed significant resistance, decreasing by 2.9 log CFU mL-1 in SGJ, and 2.7 log CFU mL-1 in SIJ. Storage tests under refrigeration temperature for 21 days showed good bacterial survival of 9.3 log CFU mL-1 (ALG) and 8.6 log CFU mL-1 (ALG-PEC) for microencapsulated cells, whereas free cells showed a survival of only 1.2 log CFU mL-1 In the third step of the work, it was obtained a food powder with probiotic potential, where the ALG-microencapsulated bacterium was lyophilized and viability was investigated within 6 months of storage at room temperature (25 °C), keeping 7 log CFU g-1 product of its initial value. Microbiological analyses (according to Brazilian legislation) performed before and after the storage period did not show any contaminations by pathogens. The formulated orange juice containing L. plantarum BL011 obtained high sensory acceptance (> 88 %) in the sensory analysis. The juice with the addition of food powder was exposed to SGJ and SIJ and presented, after 120 min, reduction of 2.4 log CFU mL-1 for SGJ and 1.3 log CFU mL-1 for SIJ.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-12-13T17:25:15Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lara Rodrigues de Queiroz Carvalho - 2017.pdf: 1395815 bytes, checksum: 2c2714895fbf89e19b7563a18d5ebfb9 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-12-14T10:17:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lara Rodrigues de Queiroz Carvalho - 2017.pdf: 1395815 bytes, checksum: 2c2714895fbf89e19b7563a18d5ebfb9 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-14T10:17:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lara Rodrigues de Queiroz Carvalho - 2017.pdf: 1395815 bytes, checksum: 2c2714895fbf89e19b7563a18d5ebfb9 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-07-31 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The present work was carried out with the objective of evaluating the effect of two fermentation periods with bacterial inoculant and/or fibrolytic enzyme addition on the nutritional value of sugarcane silage. The sugar cane was conditioned in minisilos with 5L capacity and average density of 830 kg/m³. The experimental design was completely randomized with three replicates, in a 2 x 3 x 2 factorial scheme. Two fermentation periods (30 and 100 d), three cellulase enzyme doses (0, 3 and 6%) and addition or not of inoculant bacterial (Lactobacillus plantarum + Pediococcus pentosaceus, 2.5 x 1010UFC/g). Chemical composition, total digestible nutrients (TDN), degradability of dry matter (DM) and neutral detergent fiber (NDF) and stability rate were evaluated. The bacterial inoculant and the cellulase enzyme did not significantly affect pH, DM, organic matter (OM) and hemicellulose, however, these variables were affected by the fermentation period, where DM decreased (P <0.05) from 22 to 17%, OM from 96% to 95% and hemicellulase from 25.8 to 20.9% and the pH increased from 3.3 to 3.4. Titratable acidity and NDF and ADF levels had triple interaction between the studied factors. The treatment with 100 fermentation days without inoculant and 6% of cellulase showed the best response on sugarcane silage titratable acidity (21.6 ml). NDF, ADF and TDN contents were higher in the longer fermentation period (100 days) with addition of 6% cellulase without bacterial inoculant (44.9, 27.2 and 64.0% for NDF, ADF and TDN respectively). The highest potential DM degradability was at 100 fermentation days. The 3% cellulase concentration associated with the inoculant increased the potential DM degradability from 65.9 to 73.1% at 100 fermentation days. There was higher effective DM degradability and NDF degradability decreased in the cellulase inclusion treatments. The inoculant increased the rate of aerobic stability. There was double interaction of the cellulase x fermentation period, in which greater stability was at 30 days without cellulase addition. The addition of a bacterial inoculant or cellulase enzyme was efficient in improving the nutritional value of sugarcane silage, with better results when used independently. / O presente estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito de dois períodos de fermentação junto com inoculante bacteriano e/ou enzima fibrolítica no valor nutricional da silagem de cana-de-açúcar. A cana-de-açúcar foi acondicionada em minissilos com capacidade de 5L e densidade média de 830 kg/m³. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado com três repetições, em esquema fatorial 2 x 3 x 2. Dois períodos de fermentação (30 e 100 d), três doses de enzima celulase (0, 3 e 6%) e aplicação ou não de inoculante bacteriano (Lactobacillus plantarum + Pediococcus pentosaceus, 2,5 x 1010UFC/g). Foram avaliados composição bromatológica, nutrientes digestíveis totais NDT), degradabilidade da matéria seca (MS) e da fibra em detergente neutro (FDN) e taxa de estabilidade. O inoculante bacteriano e a enzima celulase não afetaram significativamente o pH, MS, matéria orgânica (MO) e hemicelulose, no entanto, estas variáveis foram afetadas pelo período de fermentação onde, a MS diminuiu (P<0,05) de 22 para 17%, MO de 96% para 95% e hemicelulase de 25,8 para 20,9% e o pH aumentou de 3,3 para 3,4. A acidez titulável e os teores de FDN e FDA tiveram interação tripla entre os fatores estudados. O tratamento com 100 dias de fermentação sem inoculante e 6% de celulase teve a melhor resposta na acidez titulável (21,6 ml). Os teores de FDN, FDA e NDT tiveram maior resposta no maior período de fermentação (100 dias) com adição de 6% de celulase sem inoculante bacteriano (44,9, 27,2 e 64,0% para FDN, FDA e NDT respectivamente). A maior degradabilidade potencial da MS foi aos 100 dias de fermentação. A concentração de 3% de celulase associada ao inoculante aumentou a degradabilidade potencial da MS de 65,9 para 73,1% aos 100 dias de fermentação. Houve maior degradabilidade efetiva da MS e diminuição da degradabilidade da FDN nos tratamentos com adição de celulase. O inoculante favoreceu a taxa de estabilidade aeróbica. Houve interação dupla da celulase x período em que maior estabilidade foi aos 30 dias sem adição de celulase. A adição de um inoculante bacteriano ou enzima celulase foi eficiente em melhorar o valor nutricional da silagem de cana-de-açúcar, com melhor resultado quando usados de forma independente.

L’ocratossina e le ammine biogene sono due metaboliti biologici che possono essere ritrovati nei vini. Il primo di questi contaminanti è stato studiato recentemente per la sua elevata tossicità sebbene non sia rintracciabile frequentemente nei vini. Le ammine biogene sono presenti in ogni tipo di vino in differenti concentrazioni, oltretutto, alcune di loro, ad alte concentrazioni, possono causare reazioni allergiche. Gli obiettivi di questo PhD riguardano tre differenti aspetti. Indagare metodi biologici di per la decontaminazione di ocratossina A durante la vinificazione; in particolare lo studio si è focalizzato sull’uso di un ceppo Lactobacillus plantarum utilizzato come starter malolattico. Valutare la presenza di Lactobacillus spp., isolati da mosto e vino, in grado di produrre ammine biogene, usando tecniche molecolari come la reazione a catena della polimerasi (PCR) per rilevare i geni codificanti gli enzimi responsabili della sintesi di questi composti. Testare la capacità di un L. plantarum di effettuare la malolattica effettuando l’inoculo in differenti fasi della vinificazione e valutare il trend delle ammine biogene già presenti nel mosto. / Two of the major biological metabolites present in wine are the ochratoxin and the biogenic amines. The first of these contaminants was studied in recent decades because of its toxicity in humans, although its presence is not frequent in wines. The biogenic amines are present in every types of wine in different concentration, and some of them, in high concentrations, can cause allergenic reactions in humans. The objectives of this PhD regard three different aspects. Investigate the biological methods to reduce ochratoxin A in wine during winemaking; in particular the study is focused to use a Lactobacillus plantarum strain as malolactic starter. Investigate the presence of Lactobacillus spp., isolated from must and wine, able to produce the amines, using molecular techniques as polymerase chain reaction (PCR) to detect the genes that encode for the enzymes responsible of the synthesis of these compounds. Test the ability of a L. plantarum to perform MLF in relationship with inoculation time and assess the trend of biogenic amines already present in must.