Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3770731 bytes, checksum: c7215eb027111ce798d9f027c87afb98 (MD5) Previous issue date: 2009-12-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / One of the new strategies developed to preserve food is bioconservation and within this concept, the use of bacteriocins stands out for these ingredients are considered natural food. Gram-negative bacteria are generally resistant to the action of bacteriocins of gram-positive for these are less permeable due to the presence of the outer membrane, which acts as an effective barrier. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of bovicina HC5 associated with chelating agents or surfactants on the growth of Salmonella Typhimurium. In this work, the growth of Salmonella was evaluated in tests on microplates and by count of viable number (CFU) on agar plate. The morphology of the cells was observed in scanning electron microscopy and atomic force and leakage of potassium was measured by flame spectrophotometry. Bovicin HC5 did not significantly alter the growth of Salmonella Typhimurium, but when combined with chelating agents or surfactants, it promoted inhibition or reduction in growth rate. The association of bovicin HC5 and EDTA exerted greater antimicrobial effect by suppressing the growth of Salmonella, even with the lower concentration of bovicin HC5 that was used, 50 AU.mL-1. The association of bovicin HC5 with chelating agents, diethanolamine, gluconic acid, nitrilotriacetic acid, lactic acid and sodium citrate and the surfactant, Tween 80 and ramnolipid, reduced the growth rate. Potassium phosphate and calcium acetate did not have antimicrobial effect, even associated with bovicin HC5. Treatment with bovicin HC5, regardless of the presence of EDTA, causes leakage of potassium. Concentrations of 50 AU.mL-1 of bovicin HC5 associated with low concentrations of EDTA (1,6 mmol.L-1) exerted a bactericidal effect on Salmonella Typhimurium with a reduction of three logarithmic cycles on cell viable number. Cells treated with EDTA and bovicin HC5 and were visualized by atomic force microscopy and showed changes in their cell envelope, with a reduction in height and increase in roughness. These data demonstrated the possibility of using bovicin HC5 in control of Salmonella Typhimurium from that associated with substances that dismantled the outer membrane. / Uma das novas estratégias desenvolvidas para conservação de alimentos é a bioconservação e dentro deste conceito, o uso de bacteriocinas se destaca por estas serem consideradas ingredientes naturais dos alimentos. Bactérias gram-negativas, geralmente, são resistentes à ação de bacteriocinas de bactérias gram-positivas por essas serem menos permeáveis pela presença da membrana externa, que atua como uma efetiva barreira. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia de bovicina HC5 associada a agentes quelantes ou tensoativos sobre o crescimento de Salmonella Typhimurium. O crescimento de Salmonella foi avaliado em ensaios em microplacas e por contagem de unidades formadoras de colônias (UFC) em placas. A morfologia das células foi observada em microscopia de varredura e de força atômica e o extravasamento de potássio foi mensurado por espectofotometria de chama. Bovicina HC5 não alterou significativamente o crescimento de Salmonella Typhimurium, mas quando associada a agentes quelantes ou tensoativos inibiu ou reduziu a velocidade de crescimento. A associação de bovicina HC5 com EDTA exerceu maior efeito antimicrobiano, por suprimir o crescimento de Salmonella na concentração de 50 AU.mL-1 da bacteriocina. A associação de bovicina HC5 com os quelantes, dietanolamina, ácido glucônico, ácido nitrilotriacético, ácido lático e citrato de sódio e com os agentes tensoativos, Tween 80 e ramnolípideo, reduziu a velocidade do crescimento bacteriano. Fosfato de potássio e acetato de cálcio foram os únicos agentes avaliados que não apresentaram efeito antimicrobiano, mesmo associados à bovicina HC5. O tratamento com bovicina HC5, independente da presença de EDTA, ocasionou extravasamento de potássio. Concentrações de 50 AU.mL-1 de bovicina HC5 associada a baixas concentrações de EDTA (1,6 mmol.L-1) exerceram efeito bactericida sobre Salmonella Typhimurium com redução de três ciclos logarítmicos no número de células viáveis. Células tratadas com bovicina HC5 e EDTA foram visualizadas por microscopia de força atômica e apresentaram alterações no envelope celular, com redução na altura e aumento nas rugosidades. Estes dados demonstraram a possibilidade de utilização de bovicina HC5 no controle de Salmonella Typhimurium desde que associada a substâncias que desestruturem a membrana externa.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:52:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01 - capa_abstract.pdf: 89125 bytes, checksum: 3903e49d4814eabf34674e8391c030ca (MD5) Previous issue date: 2007-06-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Some bacteria produce antimicrobial peptides called bacteriocins that show bactericidal or bacteriostatic effect against other bacteria from the same species or species that are phylogenetically related. These peptides have been studied mainly due to their potential application in food industry, in medicine and in livestock production. Bovicin HC5, a bacteriocin produced by Streptococcus bovis HC5, is similar to the lantibiotics and has a wide spectrum of action. Despite the great potential for practical applications, the production of bacteriocins is frequently limited by the methods used for detection, quantification and purification. However, immunoenzymatic assays can be used as an effective alternative to detect and purify antimicrobial peptides. This work aimed to produce polyclonal antibodies to detect and quantify the bacteriocin bovicin HC5 by immunoenzymatic assays and also to determine the cytotoxic effect of this bacteriocin on Vero cells. Production of the polyclonal antibodies was performed using HPLC-purified peptide followed by immunization of New Zealand rabitts and BALB/c mice. Periodical blood harvests were performed for up to 60 days. Immunoenzymatic analysis was carried out by indirect ELISA and Western blotting with samples from blood serum, S. bovis HC5 cell extracts or supernatants from cultures grown in basal media. Bovicin HC5 generated a immune response of moderated intensity. Nonspecific reactions were not observed between the antibody and the supernatants of other lactic acid cultures by Western blotting and indirect ELISA analysis. Only the purified bovicin HC5 was detected using these techniques. Agar diffusion assays indicated that the anti-bovicin HC5 anti-serum could neutralize 75 % of the bacteriocin activity. The bioassay also indicated that production of bovicin HC5 by S. bovis HC5 started during exponential phase and the biological activity of the bacteriocin increased when the culture reached stationary phase. Bovicin HC5 could be detected in the cell extract and in the supernatant of the S. bovis HC5 culture using the indirect ELISA technique. There was a direct relationship between the activity determined by the ELISA technique and the bioassays. Bovicin HC5 showed toxic effect against Vero cells at concentrations equal to or greater than 100 μg mL-1. These results indicated that immunoenzymatic assays can be used to detect bovicin HC5, but further work is needed to improve the sensitivity of the technique. The effect of bovicin HC5 on different cell lineages must also be investigated to evaluate the toxicity of the peptide and its potential application in animal production. / Algumas bactérias produzem peptídeos antimicrobianos denominados bacteriocinas, que apresentam ação bactericida ou bacteriostática sobre bactérias da mesma espécie ou de espécies filogeneticamente relacionadas. Esses peptídeos têm sido estudados principalmente devido ao potencial para aplicação na indústria de alimentos, na medicina e na agropecuária. Bovicina HC5, uma bacteriocina produzida por Streptococcus bovis HC5, apresenta similaridade com os lantibióticos e possui amplo espectro de ação. Apesar do grande potencial de aplicação das bacteriocinas, a produção destes peptídeos é frequentemente limitada pelos métodos de detecção, quantificação e purificação utilizados. Entretanto, os ensaios imunoenzimáticos podem ser utilizados como uma alternativa mais eficiente para a detecção e purificação de peptídeos antimicrobianos. Este trabalho teve como objetivo produzir anticorpos policlonais para detectar e quantificar a bacteriocina bovicina HC5 por meio de ensaios imunoenzimáticos e determinar o efeito citotóxico da bacteriocina sobre células Vero. A produção de anticorpos policlonais foi realizada com o peptídeo purificado em HPLC seguido da imunização de coelhos New Zealand e camundongos BALB/c e coleta periódica de sangue por até 60 dias. A análise imunoenzimática foi realizada por ELISA indireta e Western blotting em amostras coletadas de soro sanguíneo, extrato de células de S. bovis HC5 ou sobrenadante das culturas cultivadas em meio basal. Bovicina HC5 foi capaz de gerar resposta imunológica, de intensidade moderada. Nenhuma reação inespecífica dos anticorpos foi observada com o sobrenadante de outras culturas lácticas nos ensaios de Western blotting e ELISA indireta, sendo detectada somente a bovicina HC5 purificada. No ensaio de difusão em meio sólido, o antissoro anti-bovicina HC5 neutralizou a atividade da bacteriocina em 75 %. Bioensaios indicaram que a bovicina HC5 começou a ser produzida durante o crescimento exponencial de S. bovis HC5 e a atividade biológica da bacteriocina aumentou quando a cultura atingiu a fase estacionária de crescimento. A bovicina HC5 foi detectada no extrato de células e no sobrenadante da cultura de S. bovis HC5 pela técnica de ELISA indireta, a qual apresentou correlação com a atividade determinada por meio de bioensaios. A bovicina HC5 apresentou efeito tóxico sobre células Vero em concentrações iguais ou superiores a 100 μg mL-1. Esses resultados indicam que ensaios imunoenzimáticos podem ser utilizados para a detecção de bovicina HC5, porém outros trabalhos deverão ser realizados para aumentar a sensibilidade da técnica. O efeito de bovicina HC5 sobre diferentes linhagens celulares deverá ser determinado para avaliar o potencial tóxico deste peptídeo e sua possível aplicação na produção animal.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01 - capa_abstract.pdf: 73887 bytes, checksum: 3f348de8ab7b9bec00479392ed9cc128 (MD5) Previous issue date: 2008-06-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aguardando liberação do SIGILO / Aguardando liberação do SIGILO

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 918537 bytes, checksum: d0cf5c8653a05a7ff7894f8cbefa4a61 (MD5) Previous issue date: 2010-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The Minas frescal cheese is one of the most appreciated dairy products in Brazil. Their chemical characteristics constitute a suitable medium for the growth of spoilage and pathogens microorganisms. This study aims to evaluate the effect of bovicin HC5 and nisin on the growth of both Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus in the Minas frescal cheese. Growth of strains of L. monocytogenes, L. innocua and S. aureus was carried out in tryptic soy broth (TSB) and in whole milk commercially sterilized (UHT) at 37 ºC in the presence of bovicin HC5 and nisin either added individually or in combination. Minas frescal cheese was manufactured and inoculated with an initial population of 104 CFU.g-1 of both L. monocytogenes and S. aureus, 600 AU.mL-1 of both bovicin HC5 and nisin were then added. The increase in the lag phase and the reduction of the specific growth rate of the strains of L. monocytogenes, L. innocua and S. aureus was verified at the concentrations of 10, 20 and 50 AU.mL-1 of bovicin HC5 in TSB broth. Growth was completely inhibited when bovicin HC5 was added at concentrations of 100 and 150 AU.mL-1 and at nisin concentrations above 10 AU.mL-1. L. innocua isolated from Minas cheese was sensitive to low concentrations of both bacteriocins while L. innocua LMA83 had an increase in 10 h in the lag phase when 10 and 20 AU.mL-1 of nisin were added to the TSB broth. In nisin and bovicin HC5 concentrations above 50 AU.mL-1, no growth of such strains was observed. The presence of the bacteriocins at concentrations up to 50 AU.mL-1 increased the lag phase but did not prevent the growth of S. aureus. On the other hand, concentrations of 100 or 150 AU.mL-1 of bovicin HC5 inhibited the bacterial multiplication. The combination of the two bacteriocins bovicin HC5 and nisin in TSB broth inhibited the growth of L. monocytogenes, S. aureus EMBRAPA 4018 and L. innocua at lower concentrations. However when used separately, higher concentrations of each bacteriocin should be applied. In milk, concentrations of bovicin HC5 above 400 AU.mL-1 reduced the number of viable cells of L. monocytogenes Scott A in one log cycle. However, nisin wasbactericidal just when used at 1200 AU.mL-1, being the growth resumed after 3 h of incubation. L. innocua LMA83 was sensitive to all bovicin HC5 concentrations added to milk while no reduction in the number of viable cells was observed after adding nisin. S. aureus ATCC 6538 in milk would still grow in the presence of 400 or 800 AU.mL-1 of bovicin HC5, being the bacteriostatic effect observed at the concentration 1200 AU.mL-1. Bactericidal effect on S. aureus cells was showed by nisin at 1200 AU.mL-1. In Minas frescal cheese, the number of initial viable cells was reduced from 104 CFU.g-1 of L. monocytogenes Scott A to values below 1 CFU.25 g-1 by additions of the bacteriocins combined at the concentration of 600 AU.mL-1 after nine days of storage at 4 ºC. After adding the combined bacteriocins in cheese for 15 days of storage at 4 ºC, bactericidal effect on S. aureus ATCC 6538 was observed. However, growth was resumed after that period. The presence of the combined bacteriocins at 600 AU.mL-1 did not prevent the production of staphylococcal enterotoxin C by S. aureus EMBRAPA 4018 in cheeses stored under 15 ºC. The present results demonstrate that bovicin HC5 and nisin are indeed effective in the control of pathogens assessed in milk and Minas frescal cheese, especially when associated. / O queijo Minas frescal é um dos produtos lácteos mais consumidos no Brasil e suas características químicas tornam-o um meio apropriado para o crescimento de micro-organismos deterioradores e patogênicos. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de bovicina HC5 e nisina sobre o crescimento de Listeria monocytogenes e Staphylococcus aureus em queijo Minas frescal. O crescimento de estirpes de L. monocytogenes, L. innocua e S. aureus foi acompanhado em caldo tripticase de soja (TSB) e em leite integral comercialmente esterilizado (UAT), a 37 ºC em presença de bovicina HC5 e nisina adicionadas isoladas ou combinadas. Queijo Minas frescal foi produzido e inoculado com população inicial de 104 UFC.g-1 de L. monocytogenes e S. aureus e adicionado de 600 UA.mL-1 de bovicina HC5 e nisina. Na presença de concentrações de 10, 20 e 50 UA.mL-1 de bovicina HC5 em caldo TSB houve aumento da fase lag e redução da velocidade específica de crescimento das estirpes de L. monocytogenes, L. innocua e S. aureus. O crescimento foi completamente inibido quando bovicina HC5 foi adicionada nas concentrações 100 e 150 UA.mL-1 e em concentrações de nisinaacima de 10 UA.mL-1. L. innocua isolado de queijo Minas foi sensível a baixas concentrações das bacteriocinas enquanto L. innocua LMA83 apresentou um aumento de 10 h na fase lag quando 10 e 20 UA.mL-1 de nisina foram acrescentadas ao caldo TSB. Em concentrações de nisina e bovicina HC5 acima de 50 UA.mL-1, nenhum crescimento de L. innocua foi observado. A presença das bacteriocinas em concentrações de até 50 UA.mL-1 aumentou a fase lag mas, não impediu o crescimento de S. aureus enquanto as concentrações 100 ou 150 UA.mL-1 de bovicina HC5 inibiram a multiplicação bacteriana. A combinação das bacteriocinas bovicina HC5 e nisina em caldo TSB inibiu o crescimento de L. monocytogenes, S. aureus EMBRAPA 4018 e L. innocua em concentrações inferiores do que quando usadas isoladamente. Em leite UAT, concentrações de bovicina HC5 acima de 400 UA.mL-1 reduziram o número de células viáveis de L. monocytogenes Scott A em um ciclo log. Entretanto, nisina foi bactericida apenas quando foi usada na concentração de 1200 UA.mL-1, sendo o crescimento reassumido após 3 h de incubação. L. innocua LMA83 foi sensível a todas as concentrações de bovicina HC5 adicionadas ao leite enquanto nenhuma redução no número de células viáveis foi observada após adição de nisina. S. aureus ATCC 6538 cresceu em leite mesmo na presença de 400 ou 800 UA.mL-1 de bovicina HC5 e efeito bacteriostático foi observado na concentração 1200 UA.mL-1. A concentração 1200 UA.mL-1 de nisina exerceu efeito bactericida sobre células de S. aureus. Em queijo Minas frescal, a adição das bacteriocinas bovicina HC5 e nisina combinadas na concentração 600 UA.g-1 reduziu o número de células viáveis inicial de 104 UFC.g-1 de L. monocytogenes Scott A para valores abaixo de 1 UFC.25 g-1, após nove dias de estocagem a 4 ºC. Efeito bactericida sobre S. aureus ATCC 6538 foi observado nos queijos adicionados das bacteriocinas combinadas durante 15 dias de estocagem a 4 ºC. Entretanto, após esse período, a multiplicação de S. aureus foi retomada. A presença das bacteriocinas combinadas na concentração 600 UA.g-1 não impediu a produção de enterotoxinas estafilocócica C por S. aureus EMBRAPA 4018 em queijos mantidos sob temperatura de 15 ºC de estocagem. Estes resultados demonstraram que bovicina HC5 e nisina foram efetivas no controle dos patógenos avaliados em leite e queijo Minas frescal, em especial quando usadas associadas.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:52:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 406557 bytes, checksum: f8e8d62d3ae14f56df99a0e2bc645da0 (MD5) Previous issue date: 2006-04-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Bacteriocins from lactic acid bacteria have been suggested as an alternative to traditional food preservation methods, such as heat treatment, that interfere with natural characteristics of the food. Nisin is the bacteriocin that has been most used in foods. Recently, a new bacteriocin, bovicin HC5, produced by Streptococcus bovis HC5, was characterized. Previous work indicated that this bacteriocin has activity against Listeria monocytogenes and Clostridium sporogenes. In this study, the activity of this bacteriocin was tested against Bacillus cereus, Bacillus thuringiensis and Clostridium tyrobutyricum isolated form spoiled mango pulp. The addition of bovicin HC5 (40 to 160 AU/mL) into BHI media resulted in reduced specific growth rate and maximal optical densities of B. cereus, B. thuringiensis and C. tyrobutyricum. Concentrations of 40 and 80 AU/mL increased lag phase duration for at least 10 h. When 160 AU/mL was used, growth was not observed even after 144 h. The effect of bovicin HC5 against vegetative cells inoculated into mango pulp was bactericidal and more pronounced at acidic conditions. After 24 h of incubation with the bacteriocin, the viable cell number was bellow the detection level. Similar results were obtained when nisin was used. When C. tyrobutyricum was inoculated into mango pulp with 100 AU/mL of bovicin HC5, gas production was not observed for at least 10 days of incubation. Bovicin HC5 reduced spore germination of B. cereus and B. thuringiensis inoculated into mango pulp, and the number of non-germinated spores after 122 h of incubation was at least 100-fold greater than control treatments. Bovicin HC5 did not affect the thermal resistance of B. cereus and B. thuringiensis spores. However, if added to the mango pulp, bovicin HC5 could remain stable during the heat treatment, and reduce spore germination of these microorganisms. Cultures of B. cereus, B. thuringiensis and C. tyrobutyricum that were transferred successively in the presence of subletal doses of bovicin HC5 did not become resistant. Considering the results obtained in this study and the fact that bovicin HC5 was stable in culture supernatants and in mango pulp, it seems that this bacteriocin could be useful to prevent the spoilage of mango pulp by B. cereus, B. thuringiensis and C. tyrobutyricum. / Bacteriocinas de bactérias do ácido láctico têm sido propostas como alternativa aos métodos tradicionais de conservação de alimentos, como tratamento térmico, que interferem nas características naturais do alimento. A nisina é a bacteriocina que tem sido mais utilizada em alimentos. Recentemente, uma nova bacteriocina, bovicina HC5 produzida por Streptococcus bovis HC5, foi caracterizada e apresentou efetividade contra Listeria monocytogenes e Clostridium sporogenes. Neste estudo, a atividade desta bacteriocina foi testada contra Bacillus cereus, Bacillus thuringiensis e linhagens de Clostridium tyrobutyricum isolados da polpa de manga deteriorada. A adição de 40 a 160 UA/mL de bovicina HC5 em caldo BHI resultou na diminuição da velocidade específica de crescimento e da DO máxima atingida por B. cereus, B. thuringiensis e C. tyrobutyricum. Concentrações de 40 e 80 UA/mL de bovicina HC5 resultaram no aumento da fase lag dos isolados em pelo menos 10 h e quando a concentração utilizada foi de 160 UA/mL, o crescimento não foi observado por, pelo menos, 144 h. Concentração de 100 UA/mL de bovicina HC5 foi bactericida para células vegetativas inoculadas em polpa de manga e este efeito foi mais pronunciado em condições acídicas. Após 24 horas de incubação na presença da bacteriocina, o número de células viáveis das bactérias avaliadas ficou abaixo do limite de detecção. Resultados semelhantes foram obtidos com a nisina. Quando as linhagens de C. tyrobutyricum foram inoculadas em polpa de manga contendo 100 UA/mL de bovicina HC5, a produção de gás não foi observada por até 10 dias de incubação. Bovicina HC5 reduziu a germinação de esporos de B. cereus e B. thuringiensis e o número de esporos no estado dormente após 122 h de incubação foi, pelo menos, 100 vezes maior do que o observado no tratamento controle, sem bacteriocina. Esta bacteriocina não teve efeito na resistência térmica de esporos de B. cereus e B. thuringiensis. Entretanto, uma vez que a bovicina HC5 apresenta resistência a altas temperaturas (121 ºC/20 min), ela pode permanecer estável na polpa de manga após o tratamento térmico e reduzir a germinação dos esporos sobreviventes. A transferência dos isolados por, aproximadamente, 40 gerações na presença de 20 UA/mL de bovicina HC5 não causou adaptação dos microrganismos deterioradores. Esta bacteriocina permaneceu estável após incubação em mistura com o sobrenadante das culturas e com a polpa de manga. Considerando os resultados obtidos neste trabalho, a bovicina HC5 parece ser útil para reduzir a deterioração de polpa de manga causada por B. cereus, B. thuringiensis e C. tyrobutyricum.