Prebióticos são aditivos alimentares não digeríveis que afetam beneficamente a saúde do hospedeiro pela estimulação seletiva do crescimento ou da atividade de um número limitado de bactérias probióticas. Apesar do avanço científico observado nesta área, poucos estudos têm sido reportados no que diz respeito à utilização de derivados de parede celular de levedura como prebióticos. Sendo assim, o presente estudo visou avaliar diferentes condições de crescimento e produção de enzimas extracelulares pela cepa Bacillus licheniformis E-44, com o objetivo de se obter um extrato enzimático para promover a hidrólise da parede celular de Saccharomyces cerevisiae gerando derivados que apresentam propriedades prebióticas. Os cultivos foram realizados em reator de bancada e em frascos Erlenmeyer sob diferentes condições de pH, composição de meio, fonte de carbono, agitação e aeração, sendo as amostras retiradas periodicamente para determinação do crescimento celular por turbidimetria e quantificação das respectivas enzimas (protease, ? -1,3-glucanase e ? -mananase). Os resultados demostraram que Bacillus licheniformis E-44 apresentou melhor desempenho, no que se refere ao crescimento celular, na presença de caseína como fonte de carbono, pH 8,0-8,5, agitação de 200 rpm e relação volume de frasco/volume de meio de 1:10. Por outro lado, no tocante à síntese das respectivas enzimas, essa não foi detectada nas condições avaliadas. / Prebiotics are described as \"non-digestible food additives that beneficially affect the host health by selectively stimulating the growth and/or activity of some probiotic species\". In despite of the scientific developments observed in this area, few studies are found concerning the utilization of yeast cell wall compounds as prebiotics. Therefore, the present study aimed to evaluate different conditions of growth and extracellular enzyme production by Bacillus licheniformis E-44 with the goal of obtaining an enzymatic extract to promote the hydrolysis of the cell wall of Saccharomyces cerevisiae generating compounds which present some prebiotic properties. The growth was carried out in lab scale bioreactors and in Erlenmeyer flasks under different conditions of the pH, medium composition, carbon sources, agitation and aeration. The samples were withdraw periodically for determination of cellular growth by turbidimetry and quantification of protease, ? -1,3-glucanase and ? -mannanase activities. The results showed that Bacillus licheniformis E-44 presented the best performance concerning to cellular growth when this strain was cultivated in a medium containing casein as carbon source, pH 8,0-8,5, 200 rpm of agitation rate and flask/medium bulk relation of 1:10. On the other hand, regarding the synthesis of those enzymes, there was not detected any activities in the conditions evaluated.

Prebióticos são aditivos alimentares não digeríveis que afetam beneficamente a saúde do hospedeiro pela estimulação seletiva do crescimento ou da atividade de um número limitado de bactérias probióticas. Apesar do avanço científico observado nesta área, poucos estudos têm sido reportados no que diz respeito à utilização de derivados de parede celular de levedura como prebióticos. Sendo assim, o presente estudo visou avaliar diferentes condições de crescimento e produção de enzimas extracelulares pela cepa Bacillus licheniformis E-44, com o objetivo de se obter um extrato enzimático para promover a hidrólise da parede celular de Saccharomyces cerevisiae gerando derivados que apresentam propriedades prebióticas. Os cultivos foram realizados em reator de bancada e em frascos Erlenmeyer sob diferentes condições de pH, composição de meio, fonte de carbono, agitação e aeração, sendo as amostras retiradas periodicamente para determinação do crescimento celular por turbidimetria e quantificação das respectivas enzimas (protease, ? -1,3-glucanase e ? -mananase). Os resultados demostraram que Bacillus licheniformis E-44 apresentou melhor desempenho, no que se refere ao crescimento celular, na presença de caseína como fonte de carbono, pH 8,0-8,5, agitação de 200 rpm e relação volume de frasco/volume de meio de 1:10. Por outro lado, no tocante à síntese das respectivas enzimas, essa não foi detectada nas condições avaliadas. / Prebiotics are described as \"non-digestible food additives that beneficially affect the host health by selectively stimulating the growth and/or activity of some probiotic species\". In despite of the scientific developments observed in this area, few studies are found concerning the utilization of yeast cell wall compounds as prebiotics. Therefore, the present study aimed to evaluate different conditions of growth and extracellular enzyme production by Bacillus licheniformis E-44 with the goal of obtaining an enzymatic extract to promote the hydrolysis of the cell wall of Saccharomyces cerevisiae generating compounds which present some prebiotic properties. The growth was carried out in lab scale bioreactors and in Erlenmeyer flasks under different conditions of the pH, medium composition, carbon sources, agitation and aeration. The samples were withdraw periodically for determination of cellular growth by turbidimetry and quantification of protease, ? -1,3-glucanase and ? -mannanase activities. The results showed that Bacillus licheniformis E-44 presented the best performance concerning to cellular growth when this strain was cultivated in a medium containing casein as carbon source, pH 8,0-8,5, 200 rpm of agitation rate and flask/medium bulk relation of 1:10. On the other hand, regarding the synthesis of those enzymes, there was not detected any activities in the conditions evaluated.

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A produção de proteases e biossurfactantes por Bacillus licheniformis UCP-1014 foi investigada neste trabalho. Os experimentos foram realizados em frascos de Erlenmeyer de 125 mL, em triplicata, inóculo 10% v/v, a 150 rpm e 37C. Um planejamento fatorial foi realizado para investigar as concentrações dos componentes do meio de cultivo. Amostras de líquido metabólico foram coletadas, centrifugadas e os sobrenadantes utilizados para determinar pH, atividade proteolítica e tensão superficial. O líquido metabólico foi concentrado por ultrafiltração e a estabilidade da atividade proteolítica no retentado foi determinada quanto ao pH e à temperatura. A estabilidade do retentado foi investigada por planejamento fatorial e a atividade proteolítica determinada com 10, 20 e 30 dias de armazenamento a 28 C. A determinação de proteases foi realizada na presença de azo-caseína. A cultura de B. licheniformis UCP-1014 produziu 112 U/mL de proteases na presença de melaço 1% e uréia 0,5%, a pH 7,5 com 24 h de cultivo. A redução da tensão superficial do líquido metabólico não foi significativa nessas condições de trabalho. O líquido metabólico concentrado reteve cerca de 50% da atividade proteolítica inicial. O concentrado de proteases apresentou a maior atividade enzimática em pH 8 durante 30 min de incubação, retendo 97 % da atividade; a estabilidade térmica máxima foi a 50C durante 30 min, retendo 98 % da atividade enzimática. O retentado do líquido metabólico após formulado manteve 54 % da atividade com 30 dias de armazenamento a 28C. Proteases produzidas por B. licheniformis UCP-1014 na presença de nutrientes de baixo custo podem ser competitivas no mercado / The production of protease and biosurfactant by Bacillus licheniformis UCP-1014 was investigated in this work. The experiments were performed in Erlenmeyer flasks, in triplicate, and inoculum 10% v/v, 150 rpm and 37C. A factorial design was conducted to investigate the concentrations of the medium. Metabolic fluid samples were collected, centrifuged and the supernatant used to determine pH, proteolytic activity and surface tension. The liquid was concentrated by ultrafiltration metabolic the stability and proteolytic activity in the retentate was determined for pH and temperature. In making the retentate was used a factorial design, and protease stability was determined during 10, 20 and 30 days at 28C. The determination of protease was performed in the presence of azo-casein. The culture of B.licheniformis UCP-1014 produced 112 U/mL protease in the presence of 1% molasses and urea 0,5%, pH 7,5 at 24h of culture. The reduction in surface tension was not significant in these metabolic conditions. The concentration of proteases produced by B. licheniformis UCP-1014 had the highest stability of enzyme activity in the absence of substrate at pH 7 during 60 min of incubation and maximum thermal stability between 40 90C for 90 min. The liquid concentrate and formulated metabolic retained about 50% of proteolytic activity whose value decreased during storage at 28C. Proteases produced by B. licheniformis UCP-1014 in the presence of nutrients of low cost can be competitive in the market

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O cianeto é um composto tóxico, que pode ser encontrado no ambiente de maneira natural ou como resultado de atividades antropogênicas tais como a mineração de ouro e a indústria da galvanoplastia. Dentre as diferentes espécies do composto, o cianeto de hidrogênio (HCN) é considerado o mais tóxico, mesmo concentrações de 100ppm são letais para os seres humanos. Para a degradação destes compostos de cianeto a compostos menos tóxicos existem diferentes métodos de tratamento que podem ser químicos, físicos ou biológicos. O presente trabalho estudou a capacidade de degradação bacteriana de cianeto com cepas nativas isoladas de rejeito de mineração de ouro. Para isto, foram escolhidas três cepas dentro de um grupo de vinte cepas isoladas previamente. As cepas foram identificadas mediante as técnicas de MALDI-TOF e sequenciamento do gene 16s. Posteriormente realizou-se o processo de ativação e crescimento bacteriano no qual foram determinados os parâmetros de crescimento para cada uma das cepas, tais como pH, agitação, temperatura e meio de cultura. Após a etapa de ativação bacteriana, realizou-se a adaptação das três cepas em ambientes alcalinos. Nesta etapa, foram feitos ensaios em frascos agitados e avaliou-se o crescimento celular em função da formação de células viáveis para diferentes condições de pH (7; 8; 9,10 e 11). Com as cepas adaptadas ao pH 10 foram realizados ensaios de degradação bacteriana de cianeto em frascos agitados contendo 100mL de solução sintética de cianeto de potássio e 0,2mL de inoculo bacteriano. A concentração da solução de cianeto foi de 500mgL-1 e o pH de 10. Foram avaliadas três condições de temperatura (37, 32 e 27oC). Durante os ensaios foi estudado o crescimento bacteriano, o comportamento do pH e a degradação de cianeto. A quantificação do cianeto livre foi determinada pelo método polarográfico com eletrodo de mercúrio. Através dos resultados obtidos, foi possível identificar que as três cepas isoladas pertencem ás espécies Bacillus pumilus, Bacillus licheniformis e Bacillus subtilis. As cepas bacterianas apresentaram maior produção celular quando cultivadas em meio L.B a pH 7, velocidade de rotação de 190rpm e 37oC de temperatura. A máxima faixa de adaptação a ambientes alcalinos aconteceu em valores de pH 10. As melhores taxas de degradação de cianeto para a cepa B. subtilis e B. pumilus ocorreram em temperatura de 27oC e 65rpm, conseguindo degradar 100% do cianeto. A cepa B. licheniformis apresentou a melhor taxa de degradação de cianeto em temperatura de 32oC e 190rpm obtendo 99,5% de degradação. Através dos resultados obtidos no presente trabalho, foi possível avaliar o potencial de degradação de cianeto para as bactérias B. pumilus, B. licheniformis e B. subtilis as quais podem ser utilizadas como alternativa de tratamento em efluentes contaminados com cianeto. / Cyanide is a highly toxic compound that can be naturally found in the environment or as a result of anthropogenic activities such as gold mining and electroplating industry. Among the different species of the compound, hydrogen cyanide (HCN) is considered the most toxic, even concentrations of 100 ppm are lethal to humans. Degradation of this cyanide compound to less toxic compounds can be carried out through different methods such as chemical, physical and biological treatments. The present work investigated the bacterial degradation capacity of cyanide by isolated native strains from gold mining tailings. Three strains were selected from a group of twenty previously isolated strains which were identified using MALDI-TOF and 16s gene sequencing techniques. The bacterial activation and cellular growth were performed to determine the growth parameters for the strains, such as pH, temperature, rotation speed and culture medium. After the activation, the strains were adapted to grow in alkaline environments. During this phase, cellular growth was carried out in agitated flask at different pHs (7, 8, 9, 10 and 11). The adapted strains were used to perform cyanide degradation tests at pH 10 in agitated flask by using 100mL of a synthetic solution. The solution was composed of 500 ppm of potassium cyanide and 0,2mL of bacterial inoculum. During the experiments, three temperatures were evaluated (37, 32 and 27°C). Bacterial growth, cyanide degradation and pH behaviour were studied Free cyanide quantification was determined by polarographic method with a mercury electrode. It was found that the three isolated strains belong to Bacillus pumilus, Bacillus licheniformis and Bacillus subtilis groups. The highest bacterial growth was observed when the strains were cultivated in a L.B media at pH 7,0, 37°C by using 190 rpm of rotation velocity. The maximum range of adaptation to alkaline environments occurred in pH values of 10. The best cyanide degradation rate (100%) were achieved at 27°C for the strain B. suptilis and B. pumilus. The strain. B. licheniformis showed the best cyanide degradation rate (99,5%) at 37°C. The results obtained in the present work were able to evaluate the potential of cyanide degradation for the bacteria B. pumilus, B. licheniformis and B. subtilis. These results can be used as an alternative to treat wastewaters that are polluted with cyanide.

Food poisoning is mainly caused by pathogenic microorganisms and is now a severe problem worldwide. Therefore, rapid and sensitive methods are required to detect foodborne pathogens. A locally isolated bacterium, Bacillus licheniformis B38 was selected for this study. The spores of B. licheniformis B38 were induced by Schaeffer’s sporulation medium containing KCl, MgSO4.7H2O, Ca(NO3)4, MnCl2 and FeSO4. Schaeffer-Fulton endospore staining was used to differentiate spores and vegetative cells, where spores were stained green and vegetative cells were stained red. In order to separate the spores from the cells, a two-phase system was used to obtain pure spore suspension for following experiments. Spore coat proteins were extracted by SDS-8 M urea sample buffer and visualized by two different types of coomassie brilliant blue staining solutions. One of the staining solutions was more suitable for gel elution by diffusion. An ~10 kDa spore coat protein was selected for protein purification. Based on the given results, the protein purification by liquid chromatography was less convincing than using gel elution by diffusion technique. The two hypothetical protein sequences, P06552 and P45693, from the ~10 kDa spore coat protein were identified. In the preliminary study of B. licheniformis B38 spores detection by surface plasmon resonance, several binding parameters were studied. Dot blot was done to verify the reaction between the Bacillus spores polyclonal antibody against the B. licheniformis B38 spore coat protein. The most promising result was the binding of 0.1 mg/mL polyclonal antibody (analyte) to the 0.2 mg/mL spore coat protein at pH 2 (ligand) which showed 5.74 RU. The differences between a dot blot and a SPR detection techniques are described.

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Stuttgart, Univ., Diss., 2008.