Os processos industriais de produção de álcool existentes no Brasil reutilizam o fermento em ciclos fermentativos consecutivos. Paralelamente, o excedente produzido pela multiplicação das células de levedura durante esse processo é seco e comercializado, principalmente no mercado externo, como ingrediente para ração animal. As práticas usualmente utilizadas nas indústrias para reduzir a contaminação bacteriana são o tratamento ácido do creme de levedura e a aplicação de antibióticos. Porém, desde que foram detectados altos níveis de resíduos de antibióticos na levedura destinada à ração animal, seu uso tem sido condenado pela comunidade internacional. Desde então as indústrias brasileiras têm buscado alternativas aos antibióticos para o controle da contaminação bacteriana. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antimicrobiana do extrato da própolis sobre as bactérias do gênero Lactobacillus fermentum e Bacillus subtillis, que são alguns dos contaminantes da fermentação alcoólica. O maior pico de produção de compostos fenólicos totais foi com uso de etanol 76% como solvente, à 58°C por 50 minutos, apresentando 68,95 mg de CFT/g de própolis e um halo de inibição de 6 e 5mm para Bacillus e Lactobacillus, respectivamente. As faixas das variáveis que maximizaram o teor alcoólico foi o processo fermentativo conduzido a 32°C, com 41 g de células de leveduras/L, em um meio contento 18,5°Brix. Apesar do antimicrobiano comercial ter apresentado maior eficiência na redução da contaminação (94,46% e 97,40% para Lactobacillus e Bacillus, respectivamente), o extrato de própolis tem potencial para ser utilizado no controle dos contaminantes bacterianos presentes nas fermentações etanólicas, sendo responsável por redução de 54,24% e 67,02% para Lactobacillus e Bacillus, respectivamente. / The industrial processes of ethanol production in Brazil reuse yeast fermentation in consecutive cycles. In parallel, the surplus produced by the multiplication of yeast cells during this process is dried and sold, mainly in foreign markets as an ingredient for animal feed. The practices commonly used in industry to reduce bacterial contamination are the acid treatment of the yeast cream and the application of antibiotics. However, since they were detected high levels of antibiotic residues in yeast destined for animal feed, its use has been condemned by the international community. Since then Brazilian industries have sought alternatives to antibiotics to control bacterial contamination. The aim of this study was to evaluate the antimicrobial activity of the extract of propolis on bacteria of the genus Lactobacillus and Bacillus, which are some of the contaminants of fermentation. The highest peak production of phenolic compounds was using 76% ethanol as solvent at 58°C for 50 minutes, with 68,95 mg of CFT/g of propolis and a halo of inhibition of 6 and 5mm for Bacillus and Lactobacillus, respectively. The ranges of variables that maximized the alcoholic fermentation was conducted at 32°C with 41g of yeast cells/L in media containing a 18,5°Brix. Despite having larger commercial antimicrobial effectiveness in reducing contamination (94,46% and 97,40% for Lactobacillus and Bacillus, respectively), the extract of propolis has potential to be used in the control of bacterial contaminants present in the ethanolic fermentation, and responsible for reduction of 54,24% and 67,02% for Lactobacillus and Bacillus, respectively.

Cinco linhagens bacteriocinogênicas foram selecionadas quanto às suas propriedades sensoriais e tecnológicas em leite. Somente Lactococcus lactis ssp. lactis CTC204 apresentou as características (baixa acidificação e proteólise) adequadas para a fabricação de queijo Minas Frescal. Contudo, a baixa atividade da bacteriocina (3x102UA.mL-1) inviabilizou a sua utilização como bioconservante para a produção in situ no queijo. Estudos para obtenção de um bio-ingrediente foram conduzidos. A atividade da bacteriocina foi maior em leite adicionado com extrato de levedura e glicose (1,3x104UAmL-1) comparado com prebioticos (fruto-oligiossacarideo e inulina). A secagem em Spray-drier originou um bio-ingrediente com atividade de 1,3x105UAmL-1. Listeria monocytogenes ATCC7644 (4,0LogUFC.mL-1) foi inoculada nos queijos obtidos por acidificação do leite pasteurizado e microfiltrado. A contagem aumentou 6,2LogUFC.gL-1 e 2LogUFC.gL-1 no 15° e 21º dia de estocagem a 6±1°C, respectivamente, nos queijos sem e com adição de 10% do bio-ingrediente. Portanto, inibição de 4,2 LogUFC.g-1 do patógeno no 15° dia de estocagem. / Among the five bacteriocin-producing lactic bacteria strains tested, only Lactococcus lactis subsp. cremoris CTC 204 presented suitable sensory and technological properties for Minas Frescal cheesemaking process. However, because of the low yield of bacteriocin production in milk (3.0x102 AU.mL-1), its use as biopreservative for in situ production in cheese was impractical. We carried out experiments to obtain a bioingredient. Bacteriocin activity was higher in milk supplemented with glycose and yeast extract (1.3x104 AU.mL-1) compared to probiotics (fructooligosaccharides and inulin). Spray drying fermented milk originated a bioingredient presenting activity of 1.3x105 AU.mL-1. Population count of Listeria monocytogenes ATCC 7644, inoculated (4.0 Log CFU.mL-1) in cheese produced by direct acidification of pasteurized microfiltered milk, reached 6.2 Log CFU.g-1 and 2.0 Log CFU.g-1 at day 15 of storage at 6±1°C, in cheese without and with addition of 10% of bioingredient, respectively, therefore presenting pathogen inhibition of 4.2 Log CFU.g- 1 at day 15 of storage.

A própolis é uma substância resinosa coletada pelas abelhas de diversas partes das plantas, à qual têm sido atribuídas propriedades antimicrobiana, antioxidante, antinflamatória, antiviral, entre outras. Sua composição química depende de vários fatores, como a localização geográfica. Um novo tipo de própolis brasileira, denominada de própolis vermelha, por sua coloração intensa característica, foi identificada e coletada em região de mangue do Estado de Alagoas. O objetivo deste trabalho foi fracionar e isolar compostos com atividade antibacteriana dessa nova variedade de própolis. O extrato etanólico da própolis vermelha foi fracionado pela técnica de extração líquido-líquido, originando as frações hexânica (fr-Hex) e clorofórmica (fr-Clo). A fr-Clo apresentou alta atividade antibacteriana pelos testes de Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Bactericida Mínima (CBM), contra as bactérias Staphylococcus aureus, Streptococcus mutans e Actinomyces naeslundii. Dessa forma, a fr-Clo foi refracionada por coluna seca gerando sete sub-frações. Após a avaliação da atividade antibacteriana das sub-frações pelas técnicas de CIM e CBM, a sub-fração 3, a mais bioativa, foi purificada em coluna de Sephadex LH-20. Dessa purificação foram obtidas três sub-frações bioativas, as quais foram submetidas ao isolamento dos compostos pela técnica de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) preparativa. Dois compostos foram isolados e denominados de composto 1 e composto 2. O composto 2 foi o mais potente para as atividades inibitória e bactericida e sua CIM para os três tipos de bactéria testados variou entre 15,6 e 31,2 µg/mL, enquanto para o composto 1, este parâmetro variou de 31,2 a 62,5 µg/mL. As CBM do composto 1 e do composto 2 variaram entre 125 e 250 µg/mL e entre 31,2 e 62,5 µg/mL, respectivamente. Por meio da técnica Ressonância Magnética Nuclear (RMN) foi possível identificar o composto 1 como pertencente à classe das isoflavanas e o composto 2 como uma chalcona (isoliquiritigenina). A forte atividade antibacteriana apresentada pelos compostos isolados da própolis vermelha torna este produto uma importante fonte de compostos antibacterianos naturais. / Propolis is a resinous material, collected by honeybees from several parts of plants, known for its antimicrobial, antioxidant, anti-inflammatory, antiviral properties, among others. Its composition varies according to several factors, such as the geographical location. A novel type of Brazilian propolis, named red propolis due to its intense characteristic color, was collected in a mangrove area in the State of Alagoas. This research aimed to fractionate and isolate the compounds in this new type of propolis that present antibacterial activity. The ethanolic extract of red propolis (EEP) was fractionated using the liquid-liquid extraction technique, yielding the hexanic (Hex-fr) and the chloroformic fractions (Chlo-fr). Chlo-fr showed high antibacterial activity determined by the minimal inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) tests against Staphylococcus aureus Streptococcus mutans, and Actinomyces naeslundii. Thus, Chlo-fr was refractionated by Dry-Column Chromatography, yielding seven subfractions. After submitted to MIC and MBC techniques to assess their antibacterial activity, and subfraction 3, the most bioactive of them, was purified in Sephadex LH-20 column. After this purification, three bioactive subfractions were obtained, submitted to isolation of compounds using preparative High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Two compounds were isolated and named compound 1 and compound 2. Compound 2 presented the highest inhibitory and bactericidal activities and its MIC for the three types of bacteria tested ranged from 15.6 to 31.2 µg/mL, whereas for compound 1, this parameter ranged from 31.2 to 62.5 µg/mL. MBC of compound 1 and compound 2 ranged from 125 to 250 µg/mL and from 31.2 to 62.5 µg/mL, respectively. Through Nuclear Magnetic Resonance tecnique (NMR), it was possible to identify the compound 1 as belonging to class of isoflavans and the compound 2 as a chalcone (isoliquiritigenin). Due to the strong antibacterial activity presented by the compounds isolated from red propolis, it can be concluded that this product is an important source of natural antibacterial compounds.

Os cogumelos comestíveis contêm substâncias funcionais de interesse, tais como proteínas e glucanas, as quais apresentam potencial antimicrobiano contra bactérias, fungos e até mesmo propriedades antivirais. O objetivo deste trabalho foi identificar extratos do cultivo in vitro do micélio de Lentinula edodes com propriedades contra fitopatógenos. Duas linhagens de L. edodes foram cultivadas em pequena escala em três diferentes meios de cultivo e após 0, 20, 40 e 60 dias, o micélio e o filtrado foram extraídos com solventes de diferentes polaridades. Os extratos foram testados contra Xanthomonas axonopodis pv passiflorae e Guignardia citricarpa, para verificar as melhores condições de cultivo para a produção de compostos bioativos. Com isso, foram selecionados os meios GPL (glicose, peptona e extrato de levedura) e SML (sacarose, extrato de malte e extrato de levedura) para o cultivo em grande escala de L. edodes. Após 60 dias, o micélio foi extraído com etanol, etanol 70% e água. O filtrado foi extraído com acetato de etila através de partição líquido-líquido. Os extratos foram testados contra G. citricarpa, Colletotrichum sublineolum e o Vírus do mosaico do fumo (TMV). Os extratos etanol e etanol 70% do meio SML foram ativos in vitro contra os fungos, constatando-se através de RMNH1, a presença, nestes extratos, de possíveis açúcares ausentes no meio de cultivo. As suspensões de TMV foram inoculadas mecanicamente em Nicotiana tabacum var. TNN (hospedeira de lesão local) cultivadas em casa de vegetação, através do método da meia-folha. Somente o extrato aquoso do micélio da linhagem LE 96/17 inibiu a expressão de sintomas de lesão local pelo TMV e a taxa de inibição foi de 82% na concentração de 0,5 mg/mL. Este extrato ativo foi purificado por coluna de Sephadex, rendendo 16 frações, sendo que as frações ativas 6/7 e 8/9 reduziram a infectividade do TMV em 95,5 % e 79%, respectivamente. Os espectros de RMNH1 sugeriram que estas frações são constituídas possivelmente por peptídeos e composto aromático. Os resultados de espectrometria de massas revelaram a provável presença de compostos já descritos na literatura e que apresentam conhecida atividade antimicrobiana. Experimentos comprovaram que o extrato bruto ativo não apresentou efeito viricida e, este mesmo extrato e a subfração resultante, não induziram resistência nas plantas de fumo. / Edible mushrooms contain functional compounds, such as proteins and glucans, which exhibit antimicrobial potential against bacteria, fungi and antiviral activity. The aim of this work was to identify extracts from submerged mycelium of Lentinula edodes with antimicrobial properties against phytopathogens. Two strains of L. edodes were grown in small scale in three different culture media and after 0, 20, 40 and 60 days, the mycelium and the filtrate were extracted with solvents of different polarities. Extracts were bioassayed against Xanthomonas axonopodis pv passiflorae and Guignardia citricarpa to verify the best condition for growth to produce bioactive compounds. After this, L. edodes was grown in large scale in the selected media, GPL (glucose, peptone and yeast extract) and SML (sucrose, malt extract and yeast extract). After 60 days, the mycelium was extracted with ethanol, ethanol 70% and water. The filtrate was extracted through liquid-liquid partition with ethyl acetate. The extracts were bioassayed against G. citricarpa, Colletotrichum sublineolum and Tobacco Mosaic Virus (TMV). The ethanol and ethanol 70% extracts from medium SML were active in vitro against the fungi and it was verified through H1NMR, the possible presence of sugars in these extracts, which were absent in the culture medium. The TMV suspensions were mechanically inoculated in Nicotiana tabacum TNN (local lesion host) grown in greenhouse, through the half-leaf method. Only the mycelium aqueous extract of strain LE 96/17 inhibited the expression of symptoms of local lesions by TMV and the inhibition ratio was around 82% at 0.5 mg/mL. This active extract was purified by Sephadex column, yielding 16 fractions. Active fractions 6/7 and 8/9 reduced infectivity by 95.5 and 79%, respectively. The H1NMR spectra suggested that fractions 6/7 and 8/9 possibly have peptides and aromatic compound. The results of mass spectrometry revealed the possible presence of compounds already described in the literature and exhibiting antimicrobial activity. The experiments showed that the active crude extract did not exhibit viricidal effect and that such extract and its resulting subfraction inhibited the infectivity of TMV and did not induce resistance in tobacco plants.

As b-defensinas são pequenos peptídeos catiônicos com estrutura rica em folhas b pregueadas e seis cisteínas conservadas. São bastante estudadas em mamíferos, mas pouco em serpentes. Utilizando a PCR foram descritos 13 genes b-defensina-símiles em serpentes do gênero Bothrops e Lachesis . Eles se organizam em três éxons e dois íntrons; há alta similaridade no éxon1, íntron 1 e 2, mas os éxons 2 e 3 estão sob evolução acelerada. A análise filogenética por máxima parcimônia revelou que o gene ancestral de b-defensina-símile pode ter três éxons em vertebrados e sua evolução ocorreu de acordo com o modelo de nascimento-e-morte. Peptídeos b-defensina-símiles reduzidos, testados por ensaio de inibição de crescimento em meio líquido, apresentaram atividade inibitória contra Escherichia coli, Citrobacter freundii, Micrococcus luteus e Staphylococcus aureus. A crotamina reduzida foi mais ativa que a forma nativa. Os resultados indicam que a carga líquida era a característica bioquímica mais importante na atividade antibiótica dos peptídeos b-defensina-símiles. / b-defensins are small basic cationic peptides with b-sheet-rich fold plus six conserved cysteines. They are fully studied in mammals, but scarce in snakes. Using a PCR approach, we described 13 b-defensin-like sequences in Bothrops and Lachesis snakes. They are organized in three exons and two introns; they show high similarities in exon 1, intron 1 and intron 2, but exons 2 and 3 have undergone accelerated evolution. Phylogenetic analysis was done using maximum parsimony indicate that the ancestral b-defensin-like gene may have three exons in vertebrates and that their evolution occurred according to a birth-and-death model. Reduced b-defensin-like peptides were tested by microbroth dilution assay, showed inhibitory activity against Escherichia coli, Citrobacter freundii, Micrococcus luteus e Staphylococcus aureus. The reduced form of crotamine was more active than native. The results indicate that the positive net charge is the most important biochemical characteristic of b-defensin-like peptides to antibiotic activity.

Os antimicrobianos promotores de crescimento na alimentação animal tem proporcionado melhora considerável no desempenho. Porém, seu uso vem sendo proibido em diversos países e, face a esta restrição, tem-se buscado alternativas aos antimicrobianos promotores de crescimento. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar aditivos fitogênicos, butirato de sódio, assim como a colistina sobre o desempenho, histologia intestinal, pH, morfometria de órgãos, digestibilidade dos nutrientes e freqüência de diarréia de leitões recém-desmamados. Um experimento em blocos casualizados, com 34 dias de duração foi realizado para testar cinco tratamentos: controle (T1) - ração basal; antimicrobiano (T2) basal com 40 ppm de sulfato de colistina; fitogênico (T3) dieta basal com 500 ppm de aditivos fitogênicos; butirato de sódio (T4) dieta basal com 1500 ppm de butirato de sódio; fitogênico+butirato de sódio (T5) dieta basal com 500 ppm de aditivos fitogênicos + 1500 ppm de butirato de sódio. Para o desempenho e frequência de diarréia foram utilizados 120 leitões, com idade de 24 dias e peso inicial de 6,10 ± 1,21 kg, oito repetições por tratamento e três leitões por unidade experimental. No ensaio de digestibilidade (quatro primeiras repetições), utilizou-se o método da coleta parcial de fezes e o óxido de cromo como marcador. Ao final do experimento, um animal de cada baia, das quatro primeiras repetições, foi abatido para análise de histologia, pH e morfometria dos órgãos. Foram testados contrastes específicos de interesse. O desempenho, a frequência de diarréia e o pH da digesta não foram influenciados pelos tratamentos (P>0,05). Os leitões dos tratamentos fitogênico e butirato apresentaram a média de digestibilidade da energia superior (P=0,07) a dos leitões do tratamento fitogênico+butirato de sódio. Para a morfometria dos órgãos, a média dos tratamentos T2, T3, T4 e T5 para a relação peso:comprimento do intestino delgado foi menor (P=0,02) que a do tratamento controle. Para o peso relativo do ceco, a média dos tratamentos fitogênico e butirato de sódio foi menor (P=0,09) do que a do tratamento fitogênico+butirato de sódio. Em relação à histologia intestinal, no duodeno, a média da densidade de vilosidades (DV) dos leitões dos tratamentos fitogênico e butirato de sódio foi maior (P=0,06) do que a dos leitões do tratamento fitogênico+butirato de sódio. Foi observado, também, maior DV (P=0,02) para os animais do tratamento fitogênico em relação aos animais do tratamento butirato de sódio. No jejuno, a média da DV dos leitões dos tratamentos T2, T3, T4 e T5 foi maior (P=0,03) do que a dos leitões do tratamento controle. Os animais do tratamento butirato apresentaram maior DV do que os animais do tratamento fitogênico (P=0,08). Assim, em condições de creche experimental, não ficou evidenciado efeito dos aditivos fitogênicos e do butirato de sódio como promotores de crescimento de leitões recém-desmamados, alimentados com dietas complexas e altamente digestíveis. Há, também, indicações de que os aditivos fitogênicos e o butirato de sódio, individualmente adicionados às dietas dos leitões, podem melhorar a digestibilidade e algumas características histológicas e morfométricas. / The antimicrobials growth promoters in the animal feed have been related to an increase on animal performance. However, due to the restriction of many countries to the use of antimicrobial as growth promoters, alternatives are being studied. So, the purpose of this work was to evaluate the effect of phytobiotic additives, sodium butyrate and even colistina on performance, intestinal histology, digesta pH, organs morphometry, nutrients digestibility and diarrhea incidence of weanling pigs. A 34-d randomized complete block design experiment was carried out to compare five treatments: control (T1) basal diet; antimicrobial (T2) basal diet with 40 ppm of colistin sulfate; phytobiotic (T3) basal diet with 500 ppm of natural phytobiotics; sodium butyrate (T4) basal diet with 1500 ppm of sodium butyrate; and phytobiotic+sodium butyrate (T5) basal diet with 500 ppm of natural ptytobiotics + 1500 ppm of sodium butyrate. One hundred and twenty piglets (average age around 24 d and initial live weight of 6.10 ± 1.21 kg), eight replications per treatment, and three animals per experimental unit were used for performance data and diarrhea incidence. For digestibility assay, 60 piglets of first four replications were considered, using chromium oxide as fed marker. At the end of experimental period, an animal of each pen of first four replications was slaughtered for histology analysis, digesta pH and organs morphometry. Specific contrasts of practical importance were tested. No differences were found in performance data (P>.05). The treatments did not show any effect (P>.05) on diarrhea incidence and on digesta pH. Energy digestibility coefficient average of phytobiotic additives and sodium butyrate was higher (P=.07) than that of phytobiotic+sodium butyrate. Organs morphometry showed that the average of treatments T2, T3, T4 e T5 for weight:length ratio of small intestine was lower (P=.02) than that of control treatment. The average of phytobiotic and sodium butyrate treatments for caecum relative weight was lower (P=.09) than that of the phytobiotic+sodium butyrate treatment. For intestinal histology of duodenum, the average of villous density (DV) of phytobiotic and sodium butyrate treatments was higher (P=.06) than that of phytobiotic+sodium butyrate treatment. Piglets of phytobiotic treatment showed higher DV (P=.02) than those of sodium butyrate treatment. Jejunum DV average of treatments T2, T3, T4 e T5 was higher (P=.03) than that of control treatment. Piglets of sodium butyrate treatment showed higher DV than those of phytobiotic treatment (P=.08). Therefore, there was no evidence of natural phytobiotic and sodium butyrate as growth promoters of weanling pigs fed complex diet with high digestibility raised in experimental nursery. However, there are some indications that both phytobiotic and sodium butyrate added individually to weanling pig diets, may improve energy digestibility and some histology and morphometry traits.

Os tipos de cassete cromossômico estafilocócico mec (SCCmec) encontrados em cepas de Staphylococcus aureus resistente a oxacilina (ORSA) isoladas em ambiente hospitalar são denominados I, II e III. Um novo SCCmec, tipo IV, foi identificado em cepas isoladas de pacientes que não tinham conexão aparente com hospitais. Essas cepas, denominadas ORSA adquiridas na comunidade ou CA-ORSA, não costumam conter genes de resistência a antimicrobianos além do gene mecA, porém, são mais virulentas. Com a finalidade de conhecer a diversidade estrutural do SCCmec de cepas ORSA brasileiras, foram estudadas 50 cepas ORSA, entre elas algumas S. aureus com resistência intermediária a vancomicina (VISA) e S. aureus com resistência heterogênea intermediária a vancomicina (HVISA). As cepas foram isoladas entre 1995 e 2000, provenientes de hospitais de 13 Estados brasileiros, pertencentes a diversos clones de PFGE. As cepas foram analisadas quanto ao perfil de sensibilidade, RFLP do gene da coagulase, fagotipagem e tipagem do SCCmec. A maioria das cepas é pertencente ao clone endêmico brasileiro, que carrega o SCCmec tipo III, também presente em outros clones de PFGE. O SCCmec tipo IV, encontrado em 3 cepas (clones J, L e D), mostrou suscetibilidade a um maior número de antimicrobianos pertencentes a diferentes classes, em comparação aos outros tipos de SCCmec. O SCCmec tipo IV está presente entre os ORSA brasileiros e pode estar disseminando na comunidade e hospitais do país. / The types of SCCmec found in nosocomial methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) strains can be designated type I, II or III. A novel type of SCCmec, designated type IV, was identified in strains isolated in outpatients. These strains, called community-acquired MRSA or CA-MRSA, do not contain antimicrobial resistance genes other than mecA, however, they are more virulent. In order to characterise the structural diversity of SCCmec in Brazilian MRSA strains, 50 MRSA strains were studied, including some vancomycin intermediate resistant S. aureus (VISA) and heterogeneous vancomycin intermediate S. aureus (HVISA) strains. All strains were isolated between 1995-2000, in hospitaIs in 13 Brazilian States, and belonged to different PFGE clones. Strains were analysed as to their susceptibility profile, RFLP of the coagulase gene, phagetype and SCCmec type. The majority of strains belonged to the Brazilian Endemic Clone, which carries an type IH SCCmec, which in turn, was also found in other PFGE clones. The type IV SCCmec was found in 3 strains (belonging to the J, L and D clones) and presented a susceptibility profile to a number of drugs of different antimicrobial classes. The type IV SCCmec is present among Brazilian MRSA strains and can be disseminated in the community and in hospitaIs throughout the country.

Partículas e filmes híbridos de polímeros e compostos de amônio quaternário (CAQ) foram caracterizados quanto a propriedades físicas e atividade contra cepas de Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 e Staphylococcus aureus ATCC 25923. Partículas híbridas foram obtidas a partir de fragmentos de bicamada (BF) de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB), adicionados consecutivamente de soluções de carboximetilcelulose (CMC) e cloreto de poli (dialildimetilamônio) (PDDA) e, a seguir, caracterizadas por espalhamento de luz dinâmico para determinação de distribuições de tamanho, diâmetro médio (Dz) e potencial-zeta (ζ). Filmes híbridos foram obtidos por revestimento rotacional de lamínulas de vidro a partir de uma solução clorofórmica de poli (metil metacrilato) (PMMA) e CAQ onde [PMMA] = 10 mg/mL e [CAQs] = 0,03 4 mM de DODAB, brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) ou brometo de tetrapropilamônio (TPAB). Molhabilidade dos filmes e difusibilidade dos CAQs nos filmes imersos em água foram avaliadas por determinação de ângulo de contato e de tensão superficial na interface ar-água, respectivamente. Atividade antimicrobiana foi avaliada por plaqueamento e contagem de viáveis, tanto para os filmes quanto para as partículas. Para os filmes, também foram determinados halos de inibição. Partículas de DODAB BF/ CMC/ PDDA exibiram Dz e ζ dependentes da concentração dos componentes. A 0,1 mM de DODAB, 0,1 mg/mL de CMC e 0,1 mg/mL de PDDA, foram obtidas partículas pequenas (Dz = 100 nm; ζ = 30 mV). Com 0,5 mM de DODAB, 0,5 mg/mL de CMC e 0,5 mg/mL de PDDA foram obtidas partículas grandes (Dz = 470 nm; ζ = 50 mV). Contra 107 UFC/mL, 1 - 2 µg/mL de PDDA, sozinho em solução ou em forma de partículas, matou 99 % das células de P. aeruginosa. O mesmo ocorreu contra S. aureus (107 UFC/mL) em 10 µg/mL de PDDA. A ação antimicrobiana mostrou-se dependente da quantidade de cargas positivas nas partículas e independente do tamanho da partícula. Filmes de PMMA/ CAQ apresentaram maior molhabilidade do que aqueles de PMMA puro. Filmes de PMMA/ DODAB e PMMA/ TPAB submersos em água não causaram alterações de tensão superficial na interface ar-água, indicando baixa difusibilidade destes CAQs a partir dos filmes. Filmes de PMMA/ CTAB submersos em água reduziram a tensão superficial até aproximadamente 60 mN/m, mostrando a difusibilidade do CTAB no filme e sua organização na interface ar-água. O efeito antimicrobiano dos filmes PMMA/ DODAB e PMMA/ CTAB foi dependente da concentração do CAQ utilizada no preparo do filme. Viabilidade celular de 0% contra 107 UFC/mL de ambas as bactérias ocorreu com 4 mM de DODAB ou, com 2 ou 0,2 mM de CTAB contra P. aeruginosa ou S. aureus, respectivamente. Filmes de PMMA/ TPAB não apresentaram atividade antimicrobiana. Com a emergência de micro-organismos resistentes aos antibióticos, os novos nanomateriais antimicrobianos híbridos de polímeros e compostos de amônio quaternário podem representar uma alternativa de fácil obtenção e baixo custo. / Hybrid particles and films from polymers and quaternary ammonium compounds (QAC) were characterized regarding its physical properties and antimicrobial activity against strains of Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 or Staphylococcus aureus ATCC 25923. Hybrid particles were obtained from dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) bilayer fragments (BF), consecutively added of carboximethylcellulose (CMC) and poly (diallyldimethylammonium) chloride (PDDA) solutions, and then, characterized by dynamic light-scattering for determination of size distributions, z-average diameter (Dz) and zeta-potential (ζ). Hybrid films were obtained by spin-coating of a chloroformic solution of poly (methylmethacrylate) (PMMA) and QAC on glass coverslips at [PMMA] = 10 mg/mL and [QACs] = 0.03 -4 mM where QACs were DODAB, cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) or tetrapropylammonium bromide (TPAB). Films wettability and QACs diffusibility in the films immersed in water were evaluated by determinations of contact angle and surface tension at air-water interface, respectively. Antimicrobial activity was evaluated by plating and CFU counting both for particles and films. For the hybrid films, width of inhibition zone was also determined. DODAB BF/ CMC/ PDDA particles exhibited Dz and ζ dependent on the concentrations of the components. At 0.1 mM DODAB, 0.1 mg/mL CMC, and 0.1 mg/mL PDDA, small cationic particles were obtained (Dz = 100 nm; ζ = 30 mV). At 0.5 mM DODAB, 0.5 mg/mL CMC and 0.5 mg/mL PDDA, large cationic particles were obtained (Dz = 470 nm; ζ = 50 mV). At 107 CFU/mL, cell viability of 1 % for P. aeruginosa was obtained for PDDA in solution or covering particles at 1 or 2 µg/mL PDDA, respectively. Against S. aureus (107 CFU/mL) at 10 µg/mL PDDA, a similar result was obtained. The antimicrobial effect was dependent on the amount of positive charge on particles and independent on particle size. The hybrid films of PMMA/ QAC showed higher wettability than those of pure PMMA. PMMA/ DODAB and PMMA/ TPAB hybrid films, submerged in water, did not cause changes in surface tension at the air-water interface, indicating low diffusibility for both DODAB and TPAB in hybrid films. Films of PMMA/ CTAB, submerged in water, reduced the surface tension to about 60 mN/m, showing that CTAB could diffuse from the film to the air-water interface and change its surface tension. The antimicrobial effect of PMMA/ DODAB and PMMA/ CTAB hybrid films was clearly dependent on the QAC concentration used to prepare the films. Cell viability of 0% for P. aeruginosa and S. aureus (107 CFU/mL) occurred at 4 mM DODAB, or 2 and 0.2 mM CTAB, respectively. Films of PMMA/ TPAB showed no antimicrobial activity. With the emergence of microorganisms resistant to antibiotics, the novel hybrid antimicrobial nanomaterials may become important since they are inexpensive and easy to obtain.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6095.pdf: 2718900 bytes, checksum: c4d734a7b2927b9a3c31ecfb042e26bd (MD5) Previous issue date: 2014-04-16 / Many efforts have been dedicated in the searching of natural compounds which are suitable to be applied in food conservation. Among them, the chitosan has presented promising results concerning the antimicrobial activity, structural preservation and delay of fruits senescence. However, the chitosan, as found commercially, is soluble only in acidic medium solutions what is considered a hindrance for fully applications as food conservative. In this sense, chitosan derivations which are able to be solubilized in neutral pH have been developed. The N,N,N Trimethylchitosan (TMC) is one of them, characterized as a hydrosoluble derivative of chitosan, which has been considered as an efficient antimicrobial agent with positive action as fresh food conservative. The aim of the present was the evaluation of the antimicrobial activity of the TMC against Gram-positive and Gram-negative bacteria and filament fungi. The TMC antimicrobial activity was assessed by comparing with the Commercial Chitosan (CC), by means of the determination of the Minimum Inhibitory Concentration (MIC), following the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) according to M7-A6 (NCCLS, 2003) and M38-A (NCCLS, 2002) standards, both recognized by the Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Additionally, the TMC and CC antifungal activity was carried out by recoding the visual fungi growth and estimated from the percentage of infected samples by the fungy on cut faces of grape-tomatoes (Solanum lycopersicum variety cerasiforme), in coated and non-coated conditions, along seven days of incubation. The results concerning antibacterial activity points to a greater action of the TMC when comparing to some analysis performed on CC coating against four of the six strains analyzed: Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Salmonella enterica. Nevetheless the CC antifungal activity was considerable superior to that observed to TMC for three different fungi tested: Penicillium sp., Aspergillus flavus standard and Aspergillus flavus wild. However, both polymers showed high antibacterial and antifungal activity and are therefore considered as natural agents with relevant antimicrobial potential for the fresh food conservation. / Muitos têm sido os esforços pela procura de substâncias naturais que possam ser aplicadas à conservação de alimentos. Dentre as substâncias em estudo, a quitosana tem apresentado resultados promissores tanto com relação à atividade antimicrobiana quanto na manutenção estrutural de alimentos e redução da senescência em frutos. No entanto, a quitosana, em sua forma comercial, é solúvel apenas em soluções ácidas diluídas, o que dificulta sua plena utilização como conservante alimentício. Dessa forma, derivados de quitosana que apresentem capacidade de solubilização em pH neutro têm sido desenvolvidos. Dentre esses derivados a N,N,N-trimetilquitosana (TMQ), um polímero hidrossolúvel derivado da quitosana, tem sido avaliado como promissor agente antimicrobiano e conservador de alimentos frescos. Assim, o presente projeto teve como objetivo avaliar a atividade antimicrobiana da N,N,N-trimetilquitosana sobre o crescimento de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas e de fungos filamentosos. A atividade antimicrobiana da TMQ foi avaliada mediante comparação com a Quitosana Comercial (QC) pela determinação das Concentrações Inibitórias Mínimas (CIM) a partir de testes padronizados pela Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), segundo suas normas M7-A6 (NCCLS, 2003) e M38-A (NCCLS, 2002), ambas reconhecidas pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Além disso, a avaliação da atividade antifúngica das substâncias foi realizada mediante leitura visual e estimada a partir do percentual de amostras infectadas pelos fungos sobre fatias de tomatecereja (Solanum lycopersicum variedade cerasiforme) revestidas e não revestidas, ao longo de sete dias de incubação. Os resultados indicaram uma maior atividade antibacteriana da TMQ em relação à QC para quatro das seis cepas bacterianas analisadas: Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Salmonella enterica. No entanto, a atividade antifúngica da QC superou a da TMQ para os três fungos testados: Penicillium sp., Aspergillus flavus padrão e Aspergillus flavus selvagem. Entretanto, ambos os polímeros avaliados apresentaram atividade antibacteriana e antifúngica satisfatória sendo, portanto, considerados como agentes naturais com potencial antimicrobiano relevante para a conservação de alimentos frescos.

Partículas e filmes híbridos de polímeros e compostos de amônio quaternário (CAQ) foram caracterizados quanto a propriedades físicas e atividade contra cepas de Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 e Staphylococcus aureus ATCC 25923. Partículas híbridas foram obtidas a partir de fragmentos de bicamada (BF) de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB), adicionados consecutivamente de soluções de carboximetilcelulose (CMC) e cloreto de poli (dialildimetilamônio) (PDDA) e, a seguir, caracterizadas por espalhamento de luz dinâmico para determinação de distribuições de tamanho, diâmetro médio (Dz) e potencial-zeta (ζ). Filmes híbridos foram obtidos por revestimento rotacional de lamínulas de vidro a partir de uma solução clorofórmica de poli (metil metacrilato) (PMMA) e CAQ onde [PMMA] = 10 mg/mL e [CAQs] = 0,03 4 mM de DODAB, brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) ou brometo de tetrapropilamônio (TPAB). Molhabilidade dos filmes e difusibilidade dos CAQs nos filmes imersos em água foram avaliadas por determinação de ângulo de contato e de tensão superficial na interface ar-água, respectivamente. Atividade antimicrobiana foi avaliada por plaqueamento e contagem de viáveis, tanto para os filmes quanto para as partículas. Para os filmes, também foram determinados halos de inibição. Partículas de DODAB BF/ CMC/ PDDA exibiram Dz e ζ dependentes da concentração dos componentes. A 0,1 mM de DODAB, 0,1 mg/mL de CMC e 0,1 mg/mL de PDDA, foram obtidas partículas pequenas (Dz = 100 nm; ζ = 30 mV). Com 0,5 mM de DODAB, 0,5 mg/mL de CMC e 0,5 mg/mL de PDDA foram obtidas partículas grandes (Dz = 470 nm; ζ = 50 mV). Contra 107 UFC/mL, 1 - 2 µg/mL de PDDA, sozinho em solução ou em forma de partículas, matou 99 % das células de P. aeruginosa. O mesmo ocorreu contra S. aureus (107 UFC/mL) em 10 µg/mL de PDDA. A ação antimicrobiana mostrou-se dependente da quantidade de cargas positivas nas partículas e independente do tamanho da partícula. Filmes de PMMA/ CAQ apresentaram maior molhabilidade do que aqueles de PMMA puro. Filmes de PMMA/ DODAB e PMMA/ TPAB submersos em água não causaram alterações de tensão superficial na interface ar-água, indicando baixa difusibilidade destes CAQs a partir dos filmes. Filmes de PMMA/ CTAB submersos em água reduziram a tensão superficial até aproximadamente 60 mN/m, mostrando a difusibilidade do CTAB no filme e sua organização na interface ar-água. O efeito antimicrobiano dos filmes PMMA/ DODAB e PMMA/ CTAB foi dependente da concentração do CAQ utilizada no preparo do filme. Viabilidade celular de 0% contra 107 UFC/mL de ambas as bactérias ocorreu com 4 mM de DODAB ou, com 2 ou 0,2 mM de CTAB contra P. aeruginosa ou S. aureus, respectivamente. Filmes de PMMA/ TPAB não apresentaram atividade antimicrobiana. Com a emergência de micro-organismos resistentes aos antibióticos, os novos nanomateriais antimicrobianos híbridos de polímeros e compostos de amônio quaternário podem representar uma alternativa de fácil obtenção e baixo custo. / Hybrid particles and films from polymers and quaternary ammonium compounds (QAC) were characterized regarding its physical properties and antimicrobial activity against strains of Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 or Staphylococcus aureus ATCC 25923. Hybrid particles were obtained from dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) bilayer fragments (BF), consecutively added of carboximethylcellulose (CMC) and poly (diallyldimethylammonium) chloride (PDDA) solutions, and then, characterized by dynamic light-scattering for determination of size distributions, z-average diameter (Dz) and zeta-potential (ζ). Hybrid films were obtained by spin-coating of a chloroformic solution of poly (methylmethacrylate) (PMMA) and QAC on glass coverslips at [PMMA] = 10 mg/mL and [QACs] = 0.03 -4 mM where QACs were DODAB, cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) or tetrapropylammonium bromide (TPAB). Films wettability and QACs diffusibility in the films immersed in water were evaluated by determinations of contact angle and surface tension at air-water interface, respectively. Antimicrobial activity was evaluated by plating and CFU counting both for particles and films. For the hybrid films, width of inhibition zone was also determined. DODAB BF/ CMC/ PDDA particles exhibited Dz and ζ dependent on the concentrations of the components. At 0.1 mM DODAB, 0.1 mg/mL CMC, and 0.1 mg/mL PDDA, small cationic particles were obtained (Dz = 100 nm; ζ = 30 mV). At 0.5 mM DODAB, 0.5 mg/mL CMC and 0.5 mg/mL PDDA, large cationic particles were obtained (Dz = 470 nm; ζ = 50 mV). At 107 CFU/mL, cell viability of 1 % for P. aeruginosa was obtained for PDDA in solution or covering particles at 1 or 2 µg/mL PDDA, respectively. Against S. aureus (107 CFU/mL) at 10 µg/mL PDDA, a similar result was obtained. The antimicrobial effect was dependent on the amount of positive charge on particles and independent on particle size. The hybrid films of PMMA/ QAC showed higher wettability than those of pure PMMA. PMMA/ DODAB and PMMA/ TPAB hybrid films, submerged in water, did not cause changes in surface tension at the air-water interface, indicating low diffusibility for both DODAB and TPAB in hybrid films. Films of PMMA/ CTAB, submerged in water, reduced the surface tension to about 60 mN/m, showing that CTAB could diffuse from the film to the air-water interface and change its surface tension. The antimicrobial effect of PMMA/ DODAB and PMMA/ CTAB hybrid films was clearly dependent on the QAC concentration used to prepare the films. Cell viability of 0% for P. aeruginosa and S. aureus (107 CFU/mL) occurred at 4 mM DODAB, or 2 and 0.2 mM CTAB, respectively. Films of PMMA/ TPAB showed no antimicrobial activity. With the emergence of microorganisms resistant to antibiotics, the novel hybrid antimicrobial nanomaterials may become important since they are inexpensive and easy to obtain.