Počet obyvatel trpících různými infekčními, zánětlivými a alergickými nemocemi stejně jako výskyt laktózové nesnášenlivosti a vysoké hodnoty krevního cholesterolu, má narůstající tendenci. Některé z těchto zdravotních problémů jsou způsobeny nevyváženou střevní mikroflorou. Probiotika jsou pak chápána (nejen) jako potravní komponenty, které přispívají k ustanovení mikrobiální rovnováhy (Parker, 1974) mezi zdraví prospěšnými a škodlivými bakteriemi. Z tohoto důvodu, terapie založená na podávání probiotik pacientům přitáhla zájem ze strany vědců. Vhodný probiotický kmen se pak volí v závislosti na požadovaném zdravotním účinku (příp. zdravotním problému, který má být probiotickou terapií léčen). Lactobacillus plantarum 299v již prokázal své blahodárné účinky na lidech a zároveň byla i potvrzena jeho zdravotní bezpečnost, díky čemuž může tato bakterie být kategorizována jako probiotický kmen (Probi AB, Sweden). I díky tomu je Lactobacillus plantarum 299v ve značné oblibě přidáván do mnoha fukčních potravin a prodáván na trhu pod různými jmény, probiotický nápoj ProViva je jedním takovým příkladem. Cílem této práce bylo studovat fermentační proces na žitném, ječmenném a sojovém substrátu pomocí kmene Lactobacillus plantarum 299v, přičemž zvýšená pozornost byla věnována právě soji a ječmeni jako potenciálně novým substrátům pro výše uvedenou bakterii. Hlavními záměry bylo zkoumání růstu a metabolické aktivity bakterie Lactobacillus plantarum 299v v asociaci s různými cereálními substráty, a později bylo studováno totéž také ve směsi fermentované cereální komponenty s běžně dostupným ovocným džusem. K tomu, aby se dosáhlo optimálních podmínek fermentace, je třeba vzít v úvahu několik aspektů. Hlavní role při konceptování nového fermentovaného produktu patří především zpracování a taktéž kompozici surového materiálu, růstové kapacitě a produktivitě bakteriální kultury a stabilitě finálního produktu během skladování (De Vuyst, 2000). Tyto parametry jsou důležité hlavně ze strany výrobců. Krom toho jsou tu ale i zákazníci, pro něž je přijatelnost produktu založena z velké části na organoleptických vlastnostech finálního probiotického produktu, tj. aromatu a chuti. Přítomnost a dostupnost různých jednotlivých nutrientů, která byla obsažena ve fermentačním médiu výsledkem rozdílných použitých cereálních substrátů, pravděpodobně vyústila v odlišnosti metabolických drah, což pak později mohlo způsobit rozdíly v organoleptických vlastnostech finálního produktu.

Nowadays, probiotic lactic acid bacteria (LAB) and bifidobacteria are plentifully exploited in food processing industry. LAB and bifidobacteria are important part of microflora of gastro intestinal tract (GIT). Probiotics (most often just lactobacilli and bifidobakteria) can be supplied to the GIT of the organism like food complements. Species identification is therefore very important. New methods of identification of LAB and bifidobacteria are based on analysis of DNA. Mostly exploited method is polymerase chain reaction (PCR). In my diploma work, genus and species specific PCRs were used for identification of different species of bacteria of genus Lactobacillus and Bifidobacterium in complex matrices of six food supplements (Zenflo, Linex Forte, Probian, Nutra Bona, GS lactobacillus Forte, Pangamin Bifi plus). Total DNA was isolated from crude lysates of cells present in tablets by magnetic particles coated by carboxyl groups . The preparation of cell lysates was optimalised. Different amounts of lysozyme (3 mg/ml, 10 mg/ml), time of incubation at laboratory temperature (1,5 hour, 3 hour) and time of incubation with SDS and proteinase K at 55 °C (1 hour, 3 hour, over all night) were tested. Isolated DNA was quantified and checked in PCR. Primers specific for genus Lactobacillus and Bifidobacterium and for species Lb. acidophilus, Lb. casei, Lb. rhamnosus and Lb. plantarum and B. animalis, B. bifidum, B. infantis, B. longum were used, respectively. All identified bacteria were in accord with the data declared by producer in 3 food supplements (Zenflo, Linex Forte and Pangamin Bifi Plus). The genus indentification was in accord with declaration of producer in other food products only (Probian, Nutra Bona, GS Laktobacily Forte).

Background: Probiotic products are used to improve health, cure disease and in a prophylactic aim. However, there is limited research about its general effects on health in children, especially on oral health.  Aim: This study aimed to evaluate potential effects on oral health and otitis in 3-year- old children consuming probiotic Lactobacillus reuteri 17938 and Lactobacillus reuteri 5289.  Methods: This was a quantitative cross-sectional study where questionnaires concerning health and lifestyle of children (n=169) participating in the longitudinal study NorthPop Child, at the age of 4, 9, 18 and 36 months old, were compared to clinical parameters from a visit at the Public Dental Health Care at 3 years of age. Saliva samples from 142 children were analyzed by PCR. Results: This study showed that children consuming Lactobacillus reuteri 17938, had prevalence of the bacteria in saliva. Prevalence of Lactobacillus reuteri 5289 in saliva was not indicated. The prevalence of caries disease tended to be lower in probiotic- consuming children, though not statistically significant. Children consuming probiotics showed a higher prevalence of otitis and consumption of antibiotics compared to non- eaters.  Conclusion: Any conclusions about consumption and frequency required to gain and maintain the bacteria in the oral microbiome could not be made. Contradictory to other studies, this study found that children who consumed probiotics had more occasions of otitis media and antibiotic use. Future studies with a higher number of participants would be of interest to confirm these potential findings.

Celiac Disease (CD) is an autoimmune disorder that emerges due to the ingestion of gluten, a protein found in a variety of common grains such as wheat, rye, and barley. Approximately 1 in 100 individuals in the US suffer from CD, making it the most commonly diagnosed gastrointestinal disorder (Ciclitira et. al., 2005). These proline-rich gluten peptides are resistant to proteolysis and accumulate in the duodenum of the small intestine. Once in the duodenum, these peptides illicit an autoimmune response resulting in villous atrophy. Current treatment for CD requires a rigorous adherence to a gluten-free diet. Nevertheless, gluten-containing grains are ubiquitous in the western diet, so accidental exposure to gluten remains as a persistent threat. The approach of this project centers on genetically engineering a strain Lactobacillus reuteri to secrete a Myxococcus xanthus prolyl endopeptidase (PEP), an enzyme that hydrolyzes a peptide bond adjacent to an internal proline residue. The data from this study revealed that recombinant M. xanthus PEP purified from E. coli was effective in degrading Suc-Ala-Pro-pNA, a chromogenic substrate containing an internal proline residue. When introduced into a L. reuteri expression vector, mutations accumulated in the vector over the course of 5 days. These data suggested that toxicity was possibly associated with M. xanthus PEP and the amyl signal peptide.

<p>Nonribosomal peptides, polyketides, and fatty acids comprise a distinct subset of microbial secondary metabolites produced by similar biosynthetic methods and exhibit broad structural diversity with a high propensity for biological activity. Dedicated studies of these specific microbial small molecules have identified numerous potent actions towards human cells with many clinical translations. Interestingly, most therapeutically used nonribosomal peptides and polyketides were discovered from soil bacteria, meanwhile, bacteria that have co-evolved within a human context, the human microbiota, have barely been explored for secondary metabolites. The central goal of this thesis is to explore the secondary metabolome of human microbiota for nonribosomal peptides and polyketides, which are hypothesized to possess biological activities significant within the human host context. Candidate organisms were chosen for their established connections to human health and evidence suggestive of secondary metabolite production. Specifically, questions about gene to molecule prediction capability, metabolite production, structural diversity, and biological activity were explored from studies of the dental caries linked Streptococcus mutans UA159, from the probiotic Lactobacillus plantarum WCFS1, and the Crohn’s disease associated Faecalibacterium prausnitzii.</p> / Master of Science (MSc)

Os produtos lácteos probióticos e/ou simbióticos são líderes dentro do mercado de alimentos funcionais e têm prioridade de pesquisa em diversos países. Os resultados deste trabalho mostraram que a qualidade do leite fermentado foi fortemente influenciada tanto pela composição das co-culturas probióticas quanto por diferentes prebióticos, como oligofrutose, polidextrose, maltodextrina e inulina. A cinética de acidificação foi influenciada pela composição das culturas probióticas e pelos ingredientes prebióticos no leite fermentado. A suplementação do leite com a inulina reduziu o tempo de fermentação das co-culturas Streptococcus thermophilus + Lactobacillus acidophilus (St-La); Streptococcus thermophilus + Lactobacillus rhamnosus (St-Lr) e Streptococcus thermophilus + Bifidobacterium lactis (St-Bl), além de melhorar a firmeza do leite fermentado probiótico. Foram também relatadas que as quantidades de ácido linoléico conjugado (CLA) aumentaram no leite fermentado pela co-cultura de S. thermophilus + L. acidophilus, suplementado com maltodextrina. No que diz respeito às contagens, a adição de inulina favorece a viabilidade das bactérias probióticas durante o armazenamento a 4&#176;C além de causar um efeito bifidogênico, in vitro, estimulando o crescimento de B. lactis. Em relação ao estudo metabólico entre as co-culturas homofermentativas (St-La e St-Lb), feitas neste presente trabalho, pode-se dizer que a lactose foi apenas parcialmente fermentada a ácido lático, a galactose foi metabolizada em certa medida, e se formaram diacetil e acetoína em níveis apreciáveis. A acetoína e o diacetil provavelmente foram produzidos pelas atividades da &#945;-acetolactato sintase e da &#945;-acetolactato descarboxilase de S. thermophilus. / Probiotics dairy products and/or symbiotic are leaders in the functional foods market and have the research priority in several countries. The results of this study showed that the quality of fermented milk was strongly influenced by composition of probiotic co-cultures and different prebiotics, such as oligofructose, polydextrose, maltodextrin and inulin. The acidification kinetics was influenced by the composition of the probiotic co-cultures and prebiotic ingredients in the fermented milk. The milk supplementation with inulin reduced the fermentation time of the co-cultures of Streptococcus thermophilus + Lactobacillus acidophilus (St-La); Streptococcus thermophilus + Lactobacillus rhamnosus (St-Lr) and Streptococcus thermophilus + Bifidobacterium lactis (St-Bl), and improved the firmness of the probiotic fermented milk. It has also been observed that the amount of conjugated linoleic acid (CLA) increased in the milk fermented by the co-culture S. thermophilus + L. acidophilus supplemented with maltodextrin. As far as the bacterial counts are concerned, the inulin addition promoted the viability of probiotic bacteria during storage at 4°C and led to a bifidogenic effect, in vitro, stimulating the growth of B. lactis. As regards to the metabolic studies of the homofermentative co-cultures (St-La and St-Lb), studied in this work, it can be said that lactose was only partially fermented to lactic acid, galactose was metabolized to some extent, diacetyl and acetoin formed at appreciable levels. The acetoin and diacetyl were probably produced by the activities of &#945;-acetolactate synthase and &#945;-acetolactate decarboxylase of S. thermophilus.

Após a constatação da escassez de estudos realizados com vegetais crus na busca por novas estirpes de bactérias láticas (BAL) produtoras de bacteriocinas e diante do potencial tecnológico da aplicação destas cepas tanto como agentes de conservação em alimento, bem como cultura probiótica em alimentos funcionais, este estudo objetivou isolar e identificar cepas de bactérias láticas potencialmente bacteriocinogênicas de amostras de rúcula obtidas no comércio local de São Paulo, SP - Brasil, identificar e caracterizar as bacteriocinas produzidas pelos isolados e avaliar o potencial probiótico dos isolados testando sua sobrevivência no modelo dinâmico do trato gastrointestinal TNO gastro-Intestinal Model - TIM-1 disponível no TNO (The Netherlands Organization for Applied Scientific Research) divisão Quality of Life (Zeist, Holanda). A produção de bacteriocinas neste modelo também foi avaliada, comparando-se com L. sakei 2a, também produtora de bacteriocinas e ainda avaliou-se a interferência na viabilidade de E. faecium LMA1. A cepa Lactococcus lactis subsp. lactis MK02R de rúcula produziu uma bacteriocina sensível à enzimas proteolíticas, termoestável e não influenciada pelo pH, sendo capaz de inibir Enterococcus faecium, Lactobacillus sakei, Listeria innocua, Lactobacillus delbrueckii e Listeria Monocytogenes de diferentes grupos sorológicos. Os ensaios genéticos utilizando primers Nisf e Nisr confirmaram que a bacteriocina MK02R é uma nisina, apresentando uma alteração dos aminoácidos no peptídeo líder em relação às nisinas A, Z, Q, F e U, porém com a estrutura do peptídeo maduro idêntica ao da nisina F. Estes resultados foram confirmados por espectrometria de massas de amostras purificadas por HPLC. L. lactis MK02R resistiu à passagem no modelo dinâmico TIM-1, apresentando uma alta capacidade de sobreviver nas condições simuladas do trato gastrointestinal humano. Entretanto, não foi capaz de causar a redução no número de E. faecium LMA1. Em contrapartida, L. sakei 2a, mesmo apresentando uma sobrevivência menor, foi capaz de causar uma redução de 70% na população de E. faecium LMA1 no ambiente simulado do TGI. Não foi detectada atividade residual da ação antimicrobiana das bacteriocinas produzidas por L. lactis MK02R ou L. sakei 2a após a passagem pelo modelo dinâmico TIM-1. Estes resultados evidenciam a possível aplicação de L. lactis MK02R como um agente de controle biológico na conservação de alimentos e também como uma cultura potencialmente probiótica. / Given the scarcity of studies performed with raw vegetables addressing the search for new bacteriocinogenic strains of lactic acid bacteria (LAB) and considering the technological application of these strains as food preservatives and probiotic cultures in functional foods, this study was aimed at isolation and identification of bacteriocinogenic LAB strains from samples of rocket salad obtained in the local market of São Paulo, SP - Brazil, subsequent characterization of the bacteriocins produced by these LABs and evaluation of their probiotic potential by testing their survival in the dynamic gastrointestinal model TNO gastro- Intestinal-Model - TIM-1, available at the TNO (Netherlands Organization for Applied Scientific Research) Quality of Life division (Zeist, Netherlands). The studies in the TIM-1 model were also done with another bacteriocinogenic strain L. sakei 2a for comparison, evaluating their interference on the viability of E. faecium LMA1. The bacteriocin produced by strain Lactococcus lactis subsp. lactis MK02R isolated from rocket salad was sensitive to proteolytic enzymes, heat-stable and not influenced by the pH. The bacteriocin inhibited the growth of Enterococcus faecium, Lactobacillus sakei, Listeria innocua, Lactobacillus delbrueckii the primers Nisf and Nisr indicated that the bacteriocin produced by the strain MK02R is a nisin, with a change in the amino acid sequence of the leader peptide when compared to nisin A, Z, Q, U and F, but with the structure of the mature peptide homologous to that of nisin F. These results were confirmed by mass spectrometry of purified samples obtained by HPLC. L. lactis MK02R withstood the test in the dynamic model TIM-1, presenting capability to survive in the simulated conditions of the human gastrointestinal tract. However, the strain was not able to cause a reduction in the number of E. faecium LMA1. On the other hand, L. sakei 2a, even presenting lower survival, was able to cause 70% reduction in the population of E. faecium LMA1 in the gut simulated environment. No residual antimicrobial activity of bacteriocin produced by L. lactis MK02R or L. sakei 2a was detected after the transit through the dynamic model TIM-1. These results demonstrate the possible application of L. lactis MK02R both as a biocontrol agent in food preservation and as a potentially probiotic culture.

As bactérias probióticas, além de diversos possíveis efeitos benéficos à saúde do consumidor, podem apresentar um potencial para bioenriquecer alimentos através da produção de compostos de interesse nutricional e para a saúde durante a etapa de fermentação. Nesse sentido, a produção de vitaminas naturais por bactérias láticas, incluindo as probióticas, emerge como alternativa promissora ao uso de vitaminas sintéticas para a fortificação de alimentos. O uso de substratos vegetais para estimular a produção de vitaminas do grupo B por probióticos compreende uma solução sustentável para o reaproveitamento desse material oriundo, principalmente, do processamento de frutas. Os subprodutos de frutas são compostos por diversas substâncias bioativas e a incorporação desses ingredientes para o desenvolvimento de alimentos com alto valor agregado representa uma solução sustentável para o seu reaproveitamento. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência da adição de subproduto de fruta no bioenriquecimento de um produto de soja fermentado tipo frozen yogurt probiótico com riboflavina (vitamina B2). Para este fim, a capacidade de diferentes cepas de Streptococcus thermophilus, Lactobacillus spp. e Bifidobacterium spp. em produzir riboflavina foi avaliada, utilizando-se um meio de cultura desprovido desta vitamina (Riboflavin Assay médium, RAM). Paralelamente, foi avaliada a capacidade dessas cepas em fermentar os subprodutos de uva (Vitis spp.) e de caju (Anacardium occidentale L.). De acordo com os resultados de produção de riboflavina em RAM e de fermentação dos subprodutos de fruta, foram selecionadas as cepas para o desenvolvimento do produto fermentado de soja tipo frozen yogurt (FY). Dentre as cepas testadas, os Streptococcus thermophilus (ST-M6, TA-40 e TH-04) e o probiótico Lactobacillus fermentum PCC apresentaram potencial para produzir riboflavina em meio RAM. As cepas PCC e ST-M6 mostraram-se capazes de fermentar os subprodutos de caju e de uva (atingindo 8,25 e 8,40 log UFC/mL, respectivamente, para PCC e ST-M6 com subproduto de uva e 4,82 e 8,38 log UFC/mL, respectivamente, para PCC e ST-M6 com subproduto de caju em 24h). Por outro lado, as cepas TH-4 e TA-40 fermentaram apenas o subproduto de uva (atingindo 6,87 e 7,24 log UFC/mL, respectivamente, em 24h). Sendo assim, foram selecionadas as cepas de St. Thermophilus ST-M6, TH-4 e TA-40 e a de Lactobacillus fermentum PCC para a aplicação nos produtos visando o seu bioenriquecimento. O FY suplementado com 1% de subproduto de uva foi preparado, utilizando-se as cepas em co-cultura totalizando 3 combinações, ou seja, entre Lb. Fermentum PCC e as 3 cepas de St. Thermophilus. As formulações de FY foram capazes de atingir uma concentração de riboflavina de 8,40 e de 5,18 &#181;g/mL (combinando TA-40 e PCC) em 60 dias, respectivamente, sem e com o subproduto de uva. Já a associação de STM6 e PCC, sem o subproduto, resultou na menor concentração obtida (2,30 &#181;g/mL), atingindo 5,62 &#181;g/mL na presença do subproduto. Dessa maneira aplicação do subproduto de uva para estimular a produção de riboflavina só foi efetiva para a formulação que combinou St. Thermophilus ST-M6 e Lb. Fermentum PCC. / Probiotic bacteria, in addition to several possible beneficial effects on the consumers health, may present a potential to bioenrich food through the production of compounds of nutritional and health interest during fermentation. In this sense, the production of natural vitamins by lactic acid bacteria, including probiotics, emerges as a promising alternative to the use of synthetic vitamins for food fortification. The use of vegetable substrates to stimulate the production of B-group vitamins by probiotics comprises a sustainable solution for the reuse of this material coming mainly from fruit processing. Fruit by-products are composed of various bioactive substances and the incorporation of these ingredients into the development of high value-added foods represents a sustainable solution for their reuse. Therefore, the present study aims to evaluate the influence of the addition of fruit by-product on the bio-enrichment of a probiotic frozen yogurt-like fermented soy product with riboflavin (vitamin B2). For this purpose, the ability of different strains of Streptococcus thermophiles, Lactobacillus spp. and Bifidobacterium spp. in producing riboflavin was evaluated using a culture medium devoid of this vitamin (Riboflavin Assay Medium, RAM). In addition, we evaluated the ability of these strains to ferment the grape (Vitis spp.) and cashew (Anacardium occidentale L.) by-products. According to the results of riboflavin production in RAM and fermentation of fruit by-products, strains were selected for the development of a fermented frozen yogurt-like (FY) soybean product. Among the strains tested, Streptococcus thermophiles (ST-M6, TA-40, and TH-04) and the probiotic Lactobacillus fermentum PCC had the potential to produce riboflavin in RAM medium. The strains PCC and ST-M6 were able to ferment the cashew and the grape byproducts (reaching 8.25 and 8.40 log CFU/mL, respectively, for PCC and ST-M6 with the grape by-product, and 4.82 and 8. 38 log CFU/mL, respectively, for PCC and STM6 with cashew by-product in 24h). On the other hand, TH-4 and TA-40 fermented only the grape by-product (reaching 6.87 and 7.24 log CFU/mL, respectively, in 24h). Therefore, the strains St. thermophiles ST-M6, TH-4, and TA-40 and the strain Lactobacillus fermentum PCC were selected for application in the products for bioenrichment. The FY supplemented with 1% of grape by-product was prepared using the co-culture strains comprising three combinations between Lb. fermentum PCC and the three strains of St. thermophiles. The FY formulations were capable of producing 8.40 and 5.18 &#181;g/mL (combination of TA-40 and PCC) in 60 days, respectively, without and with the grape by-product. However, the association of ST-M6 and CCP, without the by-product, resulted in the lowest concentration obtained (2.30 &#181;g/mL), achieving 5.62 &#181;g/mL in the presence of the by-product. Thus, the application of the grape byproduct in order to stimulate the production of riboflavin was only effective for the formulation that combined St. thermophiles ST-M6 and Lb. fermentum PCC.

The present study aimed to develop a fermented soy beverage containing fruit by-products and probiotics and to evaluate the impact of this product on the composition and metabolic activity of the human intestinal microbiota using an in vitro simulation model of the intestinal conditions (TIM-2). Therefore, the present study was divided into three stages. Stage I was based on obtaining, processing and physical-chemical, microbiological and functional characterization of fruit by-products (acerola, orange, mango, and passion fruit) and soybean (okara), as well as amaranth flour. Additionally, the ability to use these vegetable by-products and amaranth flour by probiotic and non-probiotic strains was evaluated. The results showed that the acerola byproduct presented the highest dietary fibre content (48.46 g/100 g) among the by-products tested, as well as amaranth flour. Orange and passion fruit by-products were the substrates that most promoted the growth of bacterial populations, including strains of Escherichia coli and Clostridium perfringens. On the other hand, the acerola by-product was the substrate that showed the highest selectivity for beneficial bacteria. Also, in this stage, ten probiotic strains (seven lactobacilli and three bifidobacteria) and three starter strains (Streptococcus thermophilus) were tested for their ability to deconjugate bile salts and for proteolytic activity against milk and soy proteins. The results showed that none of the tested strain showed proteolytic ability against milk and soybean proteins. In addition, the probiotic strains Lactobacillus acidophilus LA-5 and Bifidobacterium longum BB-46 deconjugated more types of bile acids tested, and the strains of S. thermophilus tested showed no ability to deconjugate bile salts. Next, the acerola by-product (ABP) and the probiotic strains LA-5 and BB-46 were selected to continue stage II of the study (development of a fermented soy beverage). For this purpose, a 23 factorial design was used, in a total of 8 trials with three replicates of each one, and the effects of the probiotic strains and the acerola by-product on the physical-chemical, microbiological, and sensory characteristics of these fermented soy beverages were evaluated. At the same time, probiotic viability and survival under in vitro gastrointestinal (GI) simulated conditions were evaluated in fermented soy beverage (FSB). The results showed that the presence of BB-46 and ABP affected the sensory acceptability of FSB negatively. ABP also led to significant differences in the texture profile of the FSB (P<0.05). Populations of probiotic strains ranged from 7.0 to 8.2 log CFU equivalent/mL during 28 days of refrigerated storage (4° C) of FBS, and the co-culture (LA-5+BB-46) and the ABP did not affect the viability of both microorganisms significantly (P> 0.05). However, ABP increased the survival of BB-46 under in vitro simulated GI conditions significantly. For stage III, a 22 experimental design was performed. To evaluate the impact of these FBS on the composition and metabolic activity of the intestinal microbiota of lean and obese humans, a validated in vitro model called TIM-2 was used, available at the Maastricht University (Venlo, The Netherlands), which simulates normal conditions of the lumen of the proximal colon, with all parameters controlled by a computer. Samples were collected from TIM-2 to quantify probiotic microorganisms (LA-5 and BB-46), Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp., and total bacteria, using the quantitative PCR method (qPCR) and the intestinal microbiota profile was determined using an Illumina Mysec Next Generation Sequencing (NGS) method. Concentrations of shortchain fatty acids and branched-chain fatty acids and lactate produced by the different microbiotas during fermentation in TIM-2 were also determined. The results showed that the lean microbiota presented the high production of acetate and lactate than the microbiota of obese individuals. Significant reductions in Bifidobacterium populations in the lean microbiota were observed at 0 and 48 h of an assay for all experimental meals, except for the meal that had the probiotic combination (LA-5 and BB-46) and the ABP supplementation, which showed an increased total Bifidobacterium and Lactobacillus populations throughout the experimental period for both microbiotas tested. The FSB supplemented with ABP presented the best characteristics regarding the modulation of the obese microbiota, with an increase in Bifidobacterium spp. and Lactobacillus spp. Additionally, after 48 hours of intervention in TIM-2, the obese microbiota was apparently similar to the lean microbiota, showing a beneficial modulation of this microbiota. The results suggest that the fermented soy beverage supplemented with the acerola by-product and the probiotic strains may present beneficial health effects. However, clinical studies are required to complement and confirm the results observed in the in vitro assays. / O presente trabalho visou desenvolver uma bebida fermentada de soja adicionada de resíduos de frutas e suplementada com cepas probióticas e avaliar o impacto desse produto sobre a composição e a atividade metabólica da microbiota intestinal humana, utilizando um modelo de simulação in vitro das condições intestinais (TIM-2). Para tanto, o presente trabalho foi dividido em três etapas. A etapa I foi baseada na obtenção, processamento e caracterização físico-química, microbiológica e funcional de subprodutos de frutas (acerola, laranja, manga e maracujá) e soja (okara), bem como da farinha de amaranto. Adicionalmente, a capacidade de utilização desses subprodutos vegetais e da farinha de amaranto por cepas probióticas e não probióticas foi avaliada. Os resultados mostraram que o subproduto de acerola apresentou o maior conteúdo de fibras alimentares totais (48,46 g/100 g) dentre os subprodutos testados, bem como a farinha de amaranto. Os subprodutos de laranja e maracujá foram os substratos que mais promoveram a multiplicação das populações bacterianas, incluindo das cepas de Escherichia coli e Clostridium perfringens. Por outro lado, o subproduto de acerola foi o substrato que apresentou a maior seletividade para bactérias benéficas. Ainda nessa etapa, dez cepas probióticas (sete lactobacilos e três bifidobacterias) e três cepas starter (Streptococcus thermophilus) foram testadas quanto à sua capacidade de desconjugação de sais biliares e atividade proteolítica frente às proteínas do leite e da soja. Os resultados revelaram que nenhuma cepa testada apresentou capacidade de proteólise das proteínas do leite e da soja. Adicionalmente, as cepas probióticas Lactobacillus acidophilus LA-5 e Bifidobacterium longum BB-46 desconjugaram a maior quantidade de ácidos biliares testados e as cepas de S. thermophilus testadas não apresentaram capacidade de desconjugação de sais biliares. Após a análise dos resultados da etapa I, o resíduo de acerola (ABP) e as cepas probióticas LA-5 e BB-46 foram selecionadas para dar continuidade à etapa II do estudo(desenvolvimento de uma bebida fermentada a base de soja). Para esse fim, foi utilizado um delineamento experimental do tipo fatorial 23, totalizando 8 ensaios com três repetições de cada, e foram avaliados os efeitos das cepas probióticas e do subproduto de acerola sobre as características físico-químicas, microbiológicas e sensoriais dessas bebidas fermentadas de soja. Paralelamente, foram realizadas análises da sobrevivência das cepas probióticas frente às condições gastrintestinais simuladas in vitro nas bebidas fermentadas de soja (FSB). Os resultados mostraram que a presença de BB-46 e ABP afetaram negativamente a aceitabilidade sensorial das FSB. O ABP também levou a diferenças significativas no perfil de textura das FSB (P<0,05). As populações das cepas probióticas nas diferentes formulações de FSB variaram de 7,0 a 8,2 log de UFC equivalente/mL durante os 28 dias de armazenamento (4 ºC) e a co-cultura (LA-5+BB-46) e o ABP não afetaram (P>0,05) a viabilidade de ambos os microrganismos. No entanto, ABP aumentou significativamente a sobrevivência de BB-46 frente às condições gastrintestinais sumuladas in vitro. Para a etapa III do presente estudo, um delineamento experimental fatorial 22 foi realizado. Para a avaliação do impacto dessas FSB sobre a composição e atividade metabólica da microbiota intestinal de humanos eutróficos e obesos, foi utilizado um modelo in vitro TIM-2 na Maastricht University (Venlo, Holanda), que simula as condições normais do lúmen do cólon proximal, com todos os parâmetros controlados por um computador. Amostras foram coletadas do TIM-2 para a quantificação dos microrganismos probióticos (LA-5 e BB-46), Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. e bactérias totais, utilizando o método de PCR quantitativo (qPCR), e o perfil da microbiota intestinal foi determinado utilizando Next-Generation Sequencing (NGS) Illumina Mysec. A concentração de ácidos graxos de cadeia curta e de cadeia ramificada e lactato produzidos pelas diferentes microbiotas durante a fermentação no TIM-2 também foi determinada. Os resultados mostraram que a microbiota de humanos eutróficos apresentou uma alta produção de acetato e lactato em comparação com a microbiota de obesos. Reduções significativas das populações de Bifidobacterium na microbiota de eutróficos foram observadas entre 0 e 48 h de ensaio para todas as refeições experimentais, exceto para a refeição que apresentou a combinação probiótica (LA-5 e BB-46) e a suplementação com ABP, que apresentou aumento de Bifidobacterium e Lactobacillus totais durante todo o período de análise para ambas as microbiotas testadas. As FSB suplementadas com ABP apresentaram os melhores resultados em relação à modulação da microbiota de humanos obesos, com o aumento Bifidobacterium spp. e Lactobacillus spp. Adicionalmente, após 48 horas de intervenção no TIM-2, a microbiota de obesos foi aparentemente similar à microbiota de eutróficos, mostrando uma modulação benéfica dessa microbiota. Os resultados sugerem que as bebidas fermentadas de soja suplementadas com o subproduto de acerola e cepas probióticas podem apresentar efeitos benéficos à saúde. No entanto, estudos clínicos são necessários para complementar e confirmar os resultados observados nos ensaios in vitro.

Nas últimas décadas, a incidência de infecções hospitalares causadas por bactérias Gramnegativas multidrogarresistentes (MDR) vem crescendo de maneira vertiginosa em todo o mundo, de modo que a Organização Mundial de Saúde (OMS) recentemente reconheceu essas infecções como uma preocupação mundial devido ao seu impacto negativo sobre as taxas de mortalidade intra-hospitalar e dos custos da assistência à saúde, afetando tanto os países desenvolvidos quanto os em desenvolvimento. Atualmente considera-se que a higienização das mãos, o uso racional de antimicrobianos e o isolamento de contato são as principais medidas disponíveis para contenção desse avanço. Porém, elas são apenas parcialmente efetivas e de implementação trabalhosa e onerosa. Assim, considera-se necessário o desenvolvimento de formas mais simples e eficientes paralidar com esse problema. No presente estudo, nos propusemos a avaliar o impacto da administração de um produto simbiótico a pacientes colonizados e/ou infectados por bactérias Gram-negativas MDR sobre as taxas de descolonização desses patógenos no trato digestivo. Trata-se de um ensaio clínico randomizado, duplamente cego, controlado com placebo, envolvendo 101 pacientes hospitalizados com colonização prévia por bactérias Gram-negativas MDR, demonstrada por meio de cultura seletiva de swab retal, cuja intervenção consistiu na administração oral ou enteral diária de 1010 unidades de Lactobacillus bulgaricus e 1010 unidades de Lactobacillus rhamnosus associados a fruto-oligossacarídeos durante (FOS) 7 dias. O desfecho primário do estudo foi a descolonização completa do trato digestivo posterior à intervenção, que, na análise do tipo \"intenção de tratar modificada\" foi de 16,7% (8/48) no grupo experimental e 20,7% (11/53) no grupo controle (p=0,600). Na análise \"per protocol\", a descolonização completa do trato observada foi de 18,9% (7/37) no grupo experimental e 23,3% (7/30) no grupo controle (p=0,659). Em uma análise multivariada por meio de modelo de regressão logística o uso do simbiótico não influenciou significativamente o risco de descolonização completa do trato digestivo (OR= 0,80, IC 95%= 0,28-2,27, p= 0,678). A ocorrência de eventos adversos de natureza leve a moderada foi semelhante entre os grupos: 7,55% no grupo que utilizou placebo e 6,25% no grupo sob intervenção (p= 1,000). Nenhum evento adverso grave potencialmente relacionado às medicações de estudo foi observado. Nas condições estudadas, os dados obtidos pelo estudo nos levam à conclusão de que o simbiótico estudado demonstrou-se inefetivo na descolonização do trato digestivo de pacientes previamente colonizados por bactérias Gram-negativas MDR. / In recent decades the incidence of multidrug resistant (MDR) Gram-negative nosocomial infections has been dramatically raising in the whole world. The World Health Organization (WHO) recently recognized nosocomial infections due to MDR pathogens as a global concern due to its negative impact on patients, health-care workers and health-care institutions, affecting developed countries as well as developing ones. They negatively impact in-hospital mortality and health-care related costs. Hand hygiene promotion, antibiotic stewardship and contact precautions are the main available measures to control such MDR Gram-negative organisms in hospitals. However, they are only partially effective as well as difficult to be implemented and expensive. Therefore, simpler and more effective actions are thought to be helpful and urgent. In the present study, we analyzed the impact of the administration of a symbiotic product on patients harboring Gram-negative multidrug-resistant bacteria upon the subsequent rates of decolonization of these pathogens from the gastro-intestinal tract.This is a double-blinded and placebo controlled randomized clinical trial evaluating the oral/enteral daily administration of 1010 units of Lactobacillus bulgaricusplus 1010 units of Lactobacillus rhamnosus associated with fructo-oligosacharide (FOS), or placebo, for 7 days, to 101 patients previously colonized by MDR Gram-negative bacteria, identified through selective culture of rectal swab. The primary study outcome was the rate of complete decolonization of the MDR microorganism from the gastro-intestinal tract following the intervention. In the \"modified intention to treat\" analysis, decolonization rates observed were 16.7% (8/48) in the experimental group and 20.7% (11/53) in the placebo group (p=0,600). In the \"per protocol\" analysis, decolonization rates were 18.9% (7/37) in the experimental group and 23.3% (7/30) in the placebo group (p=0,659). In a logistic regression model, symbiotic use did not produce any impact on the chance of decolonization (OR=0.80, CI95%=0.28-2.27, p=0.678). Mild to moderate adverse events occured similarly in both the placebo (7.55%) and the experimental group (6.25%), (p=1,000). No severe adverse event potentially related to the medications was detected during the study period. In the present study conditions, the results obtained lead to the conclusion that the studied symbiotic proved to be ineffective to decolonize patients harboring multidrug resistant Gram-negative bacilli.