Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-12-21T11:38:46Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4243684 bytes, checksum: f5b9f5d1f1542cc767288674a7a4710f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-21T11:38:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4243684 bytes, checksum: f5b9f5d1f1542cc767288674a7a4710f (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As culturas probióticas estão disponíveis para o consumidor, principalmente, em produtos lácteos. Contudo o interesse pela incorporação destes micro-organismos em outras bases alimentares é crescente. As matrizes vegetais são boa alternativa para a incorporação destes micro-organismos, no entanto é necessário o desenvolvimento de diferentes técnicas para inserir as bactérias probióticas em vegetais. Esta pesquisa objetivou desenvolver revestimento comestível a base de pectina de baixa metoxilação para veicular micro-organismos probióticos em cenoura e goiaba minimamente processadas. Na primeira etapa do estudo, foi produzido o revestimento a base de pectina de baixa metoxilação, sendo os tratamentos controle e adicionados de bactérias probióticas (Lactobacillus acidophilus LA3, Lactobacillus plantarum (CH6072 e L286), Lactobacillus paracasei BGP1, Lactobacillus acidophilus LA3 em combinação com Lactobacillus plantarum (CH6072 e L286), Lactobacillus acidophilus LA3 em combinação com Lactobacillus paracasei BGP1 e Lactobacillus plantarum (CH6072 e L286) em combinação com Lactobacillus paracasei BGP1). Os revestimentos comestíveis foram avaliados quanto à sua estabilidade microbiológica (viabilidade e resistência às condições gastrointestinais simuladas in vitro das culturas probióticas e atividade antimicrobiana frente à Listeria innocua ATCC33090 e Escherichia coli ATCC11229), física (viscosidade, cor, índice de brancura e turbidez) e química (pH) durante 12 dias de armazenamento. Na segunda etapa do estudo, avaliou-se a aplicação do revestimento comestível em cenoura e goiaba minimamente processadas e a estabilidade dos produtos obtidos armazenados a 4 °C. Cenoura e goiaba minimamente processadas contendo os revestimentos comestíveis foram avaliadas quanto a qualidade microbiológica, viabilidade e resistência às condições gastrointestinais in vitro dos probióticos, microscopia eletrônica de varredura (MEV), perda de massa, firmeza, composição da cor, pH, acidez total titulável e teor de sólidos solúveis totais. O revestimento comestível apresentou-se como bom carreador de bactérias probióticas, além de alguns tratamentos apresentarem atividade antimicrobiana. A adição de bactérias probióticas ao revestimento comestível alterou (p<0,05) pH, cor, índice de brancura e turbidez. As bactérias probióticas apresentaram-se viáveis quando os revestimentos comestíveis foram adicionados as cenoura e goiaba minimamente processadas. A MEV mostrou que as bactérias probióticas apresentaram-se bem distribuídas por toda a superfície da cenoura e goiaba minimamente processadas revestidas. A adição do revestimento cometível às fatias de cenoura e goiaba minimamente processadas não alterou (p>0,05) a qualidade microbiológica e as características físicas e químicas dos produtos avaliados. Portanto, o revestimento comestível a base de pectina de baixa metoxilação contendo bactérias probióticas é uma boa alternativa para veicular estes micro-organismos, através dos vegetais minimamente processados, até o consumidor. / The probiotic cultures are available for the consumer especially in dairy products. However, the interest by the incorporation of these microorganisms in other food bases is growing. The vegetables matrices are a good alternative for the incorporation of these micro-organisms, it is necessary to the development of different techniques to deliver the probiotic bacteria to vegetables. The objective of this research was to develop low methoxylated pectin based edible coating to deliver probiotic microorganisms to minimally processed carrots and guavas. In the first stage of the study, low methoxylation pectin edible coating was produced, control treatment and addition of probiotic bacteria (Lactobacillus acidophilus LA3, Lactobacillus plantarum (CH6072 e L286), Lactobacillus paracasei BGP1, Lactobacillus acidophilus LA3 in combination with Lactobacillus plantarum (CH6072 e L286), Lactobacillus acidophilus LA3 in combination with Lactobacillus paracasei BGP1 e Lactobacillus plantarum (CH6072 e L286) in combination with Lactobacillus paracasei BGP1). The edible coatings were evaluated for their microbiological stability (viability and resistance to simulated in vitro gastrointestinal conditions of probiotic cultures and antimicrobial activity against Listeria innocua ATCC33090 and Escherichia coli ATCC11229), physical (viscosity, color, whiteness index and turbidity) and chemical (pH) for 12 days storage. In the second stage of the study, were evaluated the application of the edible coating in minimally processed carrots and guavas and the stability of the obtained products stored at 4 ° C. Minimally processed carrots and guavas containing the edible coatings were evaluated for microbiological quality, viability and resistance in vitro gastrointestinal conditions of probiotics, scanning electron microscopy (SEM), loss of mass, firmness, color composition, pH, titratable total acidity and total soluble solids content. The edible coating presented as a good carrier of probiotic bacteria, in addition to some treatments presenting antimicrobial activity. The addition of probiotic bacteria to the edible coating altered (p<0.05) pH, color, whiteness index and tubidity. Probiotic bacteria were viable when edible coatings were added to minimally processed carrots and guavas. SEM showed that probiotic bacteria were well distributed throughout the surface of minimally processed coated carrot and guava. The addition of the edible coating minimally processed carrot and guava did not modify (p> 0.05) the microbiological quality and the physical and chemical characteristics of the evaluated products. Therefore, the low methoxylation pectin edible coating containing probiotic bacteria is a good alternative for transference these microorganisms through minimally processed vegetables to the consumer.

Objetivo general Estudiar la potencialidad de los microorganismos del gránulo de kefir y sus metabolitos para inhibir el desarrollo de hongos filamentosos, toxicogénicos y no toxicogénicos y para secuestrar micotoxinas. Objetivos específicos - Estudiar el efecto antifúngico de bacterias, levaduras y productos fermentados con kefir sobre los hongos toxicogénicos y no toxicogénicos. - Analizar el efecto que ejercen los ácidos orgánicos puros y en mezclas en concentraciones similares a las presentes en los productos fermentados con kefir, en la inhibición del crecimiento de hongos filamentosos toxicogénicos y no toxicogénicos. - Determinar la capacidad de los microorganismos totales del kefir y de los lactobacilos y las levaduras aislados del gránulo de kefir para capturar aflatoxina AFB1 bajo diferentes condiciones de cultivo. - Evaluar la aplicación de diferentes microorganismos del kefir en la extensión de la vida útil y en las propiedades sensoriales de arepas de maíz y alimento para pollos.

A saúde e o bem estar estão diretamente relacionados com a alimentação saudável. O consumo de alimentos funcionais como fibras, ingredientes prebióticos e probióticos pode promover diversos benefícios para a saúde, como a melhoria do funcionamento do organismo e a prevenção de diversas doenças. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar o encapsulamento de Lactobacillus delbrueckii UFV H2B20 em matriz polimérica natural constituída por alginato e farinhas de banana verde, maracujá, feijão branco, maçã e laranja. Para tanto, foi realizado planejamento fatorial 24 completo visando a identificação dos parâmetros que influenciam na eficiência do encapsulamento em diferentes matrizes poliméricas e na viabilidade celular do micro-organismo probiótico estudado. As variáveis independentes estudadas foram velocidade de agitação, volume de tween 80, alginato e farinhas funcionais. Os resultados demonstraram que a técnica de emulsificação utilizada apresentou alta eficiência de encapsulamento (acima de 80 %) das células de L. delbrueckii UFV H2B20 nas diferentes matrizes poliméricas estudadas. A análise dos resultados mostrou que os principais parâmetros que afetaram a microencapsulação de L. delbrueckii UFV H2B20 foram a velocidade de agitação e a concentração de alginato. Em condições de fluido gástrico simulado (FGS), somente as microcápsulas constituídas de alginato e farinha de banana verde ou maracujá apresentaram sobrevivência média de 60,5 % e 41,0 %, respectivamente, após 30 minutos de exposição ao FGS, sendo selecionadas para os estudos posteriores. A adição de inulina à matriz polimérica contendo alginato e farinha de banana verde ou maracujá apresentou eficiência de encapsulamento acima de 80 %, porém não conferiu proteção às células quando expostas a condições de FGS. Verificou-se também que após 28 dias de armazenamento, a 4°C ou em sorvete a -18°C, a sobrevivência das células de L. delbrueckii UFV H2B20 microencapsuladas em matriz contendo farinha de banana verde ou maracujá foi superior a 90 %. A adição de sacarose ou leite desnatado reconstituído na referida matriz não interferiu significativamente na proteção das células microencapsuladas quando armazenadas a 4° C ou em sorvete a -18°C. Estes resultados revelaram que as farinhas de banana verde e maracujá, quando associadas ao alginato de sódio, são promissoras para a microencapsulação de bactérias probióticas, nas condições do presente trabalho. / Health and wellness are directly related to the consumption of healthy foods containing functional ingredients such as fibers, pre- and probiotics, which promote many health benefits, regarding body functions and prevention of several diseases. Therefore, this work aimed to study the encapsulation of Lactobacillus delbrueckii UFV H2B20, by emulsification technique, in natural polymeric matrices composed of alginate and flours of pulp of unripe banana, passion fruit husk, integral white beans, bagasse of apple and orange. The experiments were undertaken based on a 24 factorial design in order to identify the parameters that affect the encapsulation efficiency in different polymer matrices and microorganisms viability, as well. It was studied the effect of stirring speed, and concentrations of Tween 80, sodium alginate and the mentioned functional flours. The results showed that the emulsification technique showed high encapsulation efficiency (> 80%) of the Lactobacillus cells in the different polymer matrices evaluated. In addition, the main parameters that affected microencapsulation of L. delbrueckii UFV H2B20 included stirring speed and alginate concentration. Regarding the \"simulated gastric fluid\" (SGF) assays, microcapsules made of alginate, and flours of pulp of unripe banana or husk of passion fruit showed cell survival average than 60,5 % and 41,0 %, respectively, after 30 minutes of exposure to SGF, being selected for further studies. Although the addition of inulin to the polymeric matrix containing alginate and flour of unripe banana pulp or husk of passionfruit presented encapsulation efficiency higher than 80%, they did not show any protection effect to the cells when exposed to SGF. It was also showed, after 28 days of storage at 4 °C or in ice cream at -18 °C, that the cell survival of L. delbrueckii UFV H2B20 microencapsulated in matrices containing flours of unripe banana pulp or husk of passion fruit was higher than 90%. The addition of sucrose or reconstituted skim milk in these matrixes, as thermoprotector, did not interfere significantly in the protection of microencapsulated cells when stored at 4 °C or -18 °C. These results revealed that flours made of unripe banana pulp and husk of passion fruit, when combined with sodium alginate, represent a promising alternative for microencapsulation of probiotic bacteria under the conditions evaluated in this work.

A saúde e o bem estar estão diretamente relacionados com a alimentação saudável. O consumo de alimentos funcionais como fibras, ingredientes prebióticos e probióticos pode promover diversos benefícios para a saúde, como a melhoria do funcionamento do organismo e a prevenção de diversas doenças. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar o encapsulamento de Lactobacillus delbrueckii UFV H2B20 em matriz polimérica natural constituída por alginato e farinhas de banana verde, maracujá, feijão branco, maçã e laranja. Para tanto, foi realizado planejamento fatorial 24 completo visando a identificação dos parâmetros que influenciam na eficiência do encapsulamento em diferentes matrizes poliméricas e na viabilidade celular do micro-organismo probiótico estudado. As variáveis independentes estudadas foram velocidade de agitação, volume de tween 80, alginato e farinhas funcionais. Os resultados demonstraram que a técnica de emulsificação utilizada apresentou alta eficiência de encapsulamento (acima de 80 %) das células de L. delbrueckii UFV H2B20 nas diferentes matrizes poliméricas estudadas. A análise dos resultados mostrou que os principais parâmetros que afetaram a microencapsulação de L. delbrueckii UFV H2B20 foram a velocidade de agitação e a concentração de alginato. Em condições de fluido gástrico simulado (FGS), somente as microcápsulas constituídas de alginato e farinha de banana verde ou maracujá apresentaram sobrevivência média de 60,5 % e 41,0 %, respectivamente, após 30 minutos de exposição ao FGS, sendo selecionadas para os estudos posteriores. A adição de inulina à matriz polimérica contendo alginato e farinha de banana verde ou maracujá apresentou eficiência de encapsulamento acima de 80 %, porém não conferiu proteção às células quando expostas a condições de FGS. Verificou-se também que após 28 dias de armazenamento, a 4°C ou em sorvete a -18°C, a sobrevivência das células de L. delbrueckii UFV H2B20 microencapsuladas em matriz contendo farinha de banana verde ou maracujá foi superior a 90 %. A adição de sacarose ou leite desnatado reconstituído na referida matriz não interferiu significativamente na proteção das células microencapsuladas quando armazenadas a 4° C ou em sorvete a -18°C. Estes resultados revelaram que as farinhas de banana verde e maracujá, quando associadas ao alginato de sódio, são promissoras para a microencapsulação de bactérias probióticas, nas condições do presente trabalho. / Health and wellness are directly related to the consumption of healthy foods containing functional ingredients such as fibers, pre- and probiotics, which promote many health benefits, regarding body functions and prevention of several diseases. Therefore, this work aimed to study the encapsulation of Lactobacillus delbrueckii UFV H2B20, by emulsification technique, in natural polymeric matrices composed of alginate and flours of pulp of unripe banana, passion fruit husk, integral white beans, bagasse of apple and orange. The experiments were undertaken based on a 24 factorial design in order to identify the parameters that affect the encapsulation efficiency in different polymer matrices and microorganisms viability, as well. It was studied the effect of stirring speed, and concentrations of Tween 80, sodium alginate and the mentioned functional flours. The results showed that the emulsification technique showed high encapsulation efficiency (> 80%) of the Lactobacillus cells in the different polymer matrices evaluated. In addition, the main parameters that affected microencapsulation of L. delbrueckii UFV H2B20 included stirring speed and alginate concentration. Regarding the \"simulated gastric fluid\" (SGF) assays, microcapsules made of alginate, and flours of pulp of unripe banana or husk of passion fruit showed cell survival average than 60,5 % and 41,0 %, respectively, after 30 minutes of exposure to SGF, being selected for further studies. Although the addition of inulin to the polymeric matrix containing alginate and flour of unripe banana pulp or husk of passionfruit presented encapsulation efficiency higher than 80%, they did not show any protection effect to the cells when exposed to SGF. It was also showed, after 28 days of storage at 4 °C or in ice cream at -18 °C, that the cell survival of L. delbrueckii UFV H2B20 microencapsulated in matrices containing flours of unripe banana pulp or husk of passion fruit was higher than 90%. The addition of sucrose or reconstituted skim milk in these matrixes, as thermoprotector, did not interfere significantly in the protection of microencapsulated cells when stored at 4 °C or -18 °C. These results revealed that flours made of unripe banana pulp and husk of passion fruit, when combined with sodium alginate, represent a promising alternative for microencapsulation of probiotic bacteria under the conditions evaluated in this work.

Streptococcus pneumoniae é um importante patógeno respiratório que causa pneumonia, meningite e otite média. A vacina atualmente utilizada, composta de polissacarídeos capsulares (PS) derivados de 23 sorotipos diferentes, tem pouca eficácia em crianças, idosos e em pacientes imunocomprometidos. Vacinas com PS conjugados à proteína são mais eficientes, mas sua produção tem alto custo para ser amplamente utilizada. Além disso, o aumento de isolados clínicos de S. pneumoniae resistentes à antibióticos suporta o desenvolvimento de uma nova e mais eficiente vacina. O uso de bactérias ácido-lácticas (LAB) recombinantes vivas, como um sistema de apresentação do antígeno, representa uma estratégia promissora de vacinação de mucosa, já que são bactérias geralmente consideradas seguras (GRAS-status) e capazes de induzir resposta imune sistêmica e de mucosa. Neste trabalho, Lactococcus lactis, Lactobacillus casei e Lactobacillus helveticus foram engenheirados para expressão constitutiva de PspA (proteína A de superfície de pneumococo), um importante fator de virulência de S. pneumoniae. As bactérias recombinantes foram capazes de expressar PspA em duas localizações celulares: intracelular ou ancorada à parede celular, como analisado por Western-blot, utilizando anticorpos policlonais produzidos contra PspA recombinante purificada de E. coli. A estimulação humoral do sistema imune foi avaliada em termos de produção de anticorpos anti-PspA do tipo IgG no soro ou do tipo IgA na saliva, após administração intranasal de LABs recombinantes em camundongos. / Streptococcus pneumoniae is an important respiratory pathogen that causes pneumonia, meningitis and otitis media. The current vaccine in use is composed of capsular polysaccharides (PS) derived from 23 different serotypes, and has little efficacy in young children, elderly and in patients with immunodeficiencies. PS-protein conjugate vaccines are more effective, but their production is expensive for widespread use. Moreover, the increase in antibiotic-resistant S. pneumoniae clinical isolates supports the development of new and more effective vaccines. The use of live recombinant lactic acid bacteria (LAB) as antigen delivery and presentation systems represents a promising strategy for mucosal vaccination, since they are generally regarded as safe bacteria (GRAS-status) and are able to elicit both systemic and mucosal immune responses. In this work, Lactococcus lactis, Lactobacillus casei and Lactobacillus helveticus were engineered for constitutive expression of PspA (Pneumococcal Surface Protein A), an important S. pneumoniae virulence factor. Recombinant bacteria were able to express PspA in two cellular locations: intracellular or cell-surface exposed, as analyzed by Western-blot, using polyclonal antibodies produced against recombinant PspA purified from E. coli. Stimulation of humoral immune system was evaluated in terms of production of anti-PspA IgG in the sera or IgA in saliva, after intranasal administration of recombinant LAB in mice.

A microencapsulação tem sido utilizada promissoramente para melhorar a viabilidade de probióticos. Porém, pouco se sabe sobre o impacto desta na manutenção da funcionalidade do probiótico in vivo. Este trabalho teve como objetivo avaliar duas cepas de lactobacilos, encapsular essas cepas por um sistema envolvendo partículas lipídicas recobertas por interação eletrostática de polímeros e avaliar o efeito da encapsulação na manutenção da capacidade imunomoduladora das cepas. Na primeira etapa do estudo L. rhamnosus 64 e L. paracasei BGP1 foram avaliados quanto à resistência à lisozima e aos fluidos gastrointestinais simulados, perfil de hidrofobicidade da parede celular, susceptibilidade a antibióticos, atividade antagonista contra patógenos e capacidade de utilização de prebióticos. Em etapa seguinte as cepas foram encapsuladas e as microcápsulas avaliadas quanto à morfologia, tamanho e distribuição de partículas, umidade, atividade de água e efeito do pH e temperatura em sua estabilidade. Para avaliar a susceptibilidade dos microrganismos ao processo de encapsulação e estresse tecnológico, investigou-se o impacto do efeito da homogeneização com Ultra-Turrax, tolerância à temperatura, salinidade, diferentes pH e fluidos gastrointestinais simulados na viabilidade das bactérias. A viabilidade dos microrganismos durante a estocagem também foi estudada. Por fim, avaliou-se a manutenção da capacidade imunomoduladora dos microrganismos microencapsulados por meio da dosagem de citocinas pró e anti-inflamatórias e determinação da capacidade protetora contra infecção de Salmonella entérica sorovar Typhimurium em modelo animal. Os microrganismos demonstraram resistência à lisozima, com taxas de sobrevivência superiores a 80%. O perfil de hidrofobicidade da parede celular, foi baixo, entre 8,47 e 19,19%. Demonstraram resistência apenas à vancomicina (35 &micro;g) e eritromicina (15 &micro;g). As duas cepas foram capazes de antagonizar o crescimento de Escherichia coli V517, Salmonella enteritidis OMS-Ca, Staphylococcus aureus 76 e Listeria monocytogenes ATCC 15313. Quanto à capacidade de utilização de prebióticos, os microrganismos apresentaram comportamentos inversos, utilizaram preferencialmente inulina, raftilose 95 e lactulose. Nos testes de resistência aos fluidos gastrointestinais simulados constatou-se declínio significativo de células viáveis, com subtração de até 3,37 log UFC/mL. As cápsulas obtidas apresentaram formato típico e tamanhos médios de 80,12 &plusmn; 1,89 e 83,92 &plusmn; 1,70 &micro;m. Condições de pH extremos (1,5 e 9,0) e temperatura superior a 50 °C comprometeram a estabilidade das cápsulas. A encapsulação melhorou significativamente a tolerância dos microrganismos à altas concentrações de sal e elevação de temperatura. Além disso, favoreceu a resistência dos microrganismos frente aos fluidos gastrointestinais simulados. A estabilidade dos microrganismos durante o período de estocagem também foi favorecida, após 120 dias de estocagem a 7 e 25 °C a concentração de microrganismos viáveis permaneceu superior a 7,0 log UFC/g. Nos testes in vivo para avaliação da manutenção da capacidade de imunomodulação constatou-se através de dosagem de citocinas (IL-2, IL-6, IL-10 e TNF-&alpha;) e IgA secretora, que a encapsulação não alterou a resposta imunológica provocada pelas cepas estudas. Concluiu-se que os microrganismos apresentaram comportamento in vitro de acordo com o desejado para candidatos ao uso de probióticos. A microencapsulação foi bem-sucedida, proporcionando as duas cepas maior resistência frente às condições adversas e de estresse tecnológico. / Microencapsulation has been used successfully to improve the viability of probiotics microorganisms. The aim of this work was to evaluate two strains of lactobacilli, to encapsulate these strains by a system involving lipid particles coated by electrostatic interaction of polymers and to evaluate the effect of encapsulation in the maintenance of immunomodulatory capacity of these strains. In the first stage of the study L. rhamnosus 64 and L. paracasei BGP1 were evaluated for resistance to lysozyme and simulated gastrointestinal fluids, cell wall hydrophobicity profile, susceptibility to antibiotics, antagonist activity against pathogens and prebiotic utilization capacity. In the next step, the strains were encapsulated and the microcapsules evaluated regarding morphology, particle size and distribution, moisture, water activity and pH and temperature. The tolerance to temperature, salinity, different pH and simulated gastrointestinal fluids in the viability of the bacteria were also evaluated. The probiotics viability during the storage period was also studied. Finally, the maintenance of the immunomodulatory capacity of the encapsulated microorganisms was evaluated by means of the dosage of pro and anti-inflammatory cytokines and IgA. L. rhamnosus 64 and L. paracasei BGP1 demonstrated resistance to lysozyme, with survival rates above 80%. The hydrophobicity profiles of the cell wall were from 8.47 to 19.19%. Susceptibility to antibiotics also corroborated the literature, demonstrating resistance only to vancomycin (35 &micro;g) and erythromycin (15 &micro;g). The two strains were able to antagonize the growth of Escherichia coli V517, Salmonella enteritidis OMS-Ca, Staphylococcus aureus 76 and Listeria monocytogenes ATCC 15313. As far as the capacity of using prebiotics the two strains of lactobacilli presented inverse behaviors, they used preferably inulin, raftilose 95 and lactulose. In the tests of resistance to the simulated gastrointestinal fluids it was verified a significant decline of viable cells, with subtraction of up to 3.37 log CFU / mL, justifying the application of encapsulation technology. In the encapsulation step the capsules were produced with gum arabic, porcine gelatin and vegetable fat. The obtained capsules presented a typical format and average sizes of 80.12 &plusmn; 1.89 and 83.92 &plusmn; 1.70 &micro;m. Extreme pH conditions (1.5 and 9.0) and temperature above 50 ° C compromised the stability of the capsules. The encapsulation significantly improved the tolerance of microorganisms to high salt concentrations and elevation of temperature. In addition, it favored the resistance of the microorganisms to the simulated gastrointestinal fluids. The stability of the microorganisms during the storage period was also favored, after 120 days of storage at 7 and 25 ° C the concentration of viable microorganisms remained higher than 7.0 log CFU / g. In the in vivo tests for evaluation of the maintenance of the immunomodulation capacity, the cytokines (IL-2, IL-6, IL-10 and TNF-&alpha;) and secretory IgA were determined, that encapsulation did not alter the immunological response by the strains of lactobacilli studied. It was concluded that the microorganisms presented in vitro behavior in accordance with the one desired for probiotic candidates. Microencapsulation was successful, giving both strains greater resistance to adverse conditions and technological stress.

A microencapsulação tem sido utilizada promissoramente para melhorar a viabilidade de probióticos. Porém, pouco se sabe sobre o impacto desta na manutenção da funcionalidade do probiótico in vivo. Este trabalho teve como objetivo avaliar duas cepas de lactobacilos, encapsular essas cepas por um sistema envolvendo partículas lipídicas recobertas por interação eletrostática de polímeros e avaliar o efeito da encapsulação na manutenção da capacidade imunomoduladora das cepas. Na primeira etapa do estudo L. rhamnosus 64 e L. paracasei BGP1 foram avaliados quanto à resistência à lisozima e aos fluidos gastrointestinais simulados, perfil de hidrofobicidade da parede celular, susceptibilidade a antibióticos, atividade antagonista contra patógenos e capacidade de utilização de prebióticos. Em etapa seguinte as cepas foram encapsuladas e as microcápsulas avaliadas quanto à morfologia, tamanho e distribuição de partículas, umidade, atividade de água e efeito do pH e temperatura em sua estabilidade. Para avaliar a susceptibilidade dos microrganismos ao processo de encapsulação e estresse tecnológico, investigou-se o impacto do efeito da homogeneização com Ultra-Turrax, tolerância à temperatura, salinidade, diferentes pH e fluidos gastrointestinais simulados na viabilidade das bactérias. A viabilidade dos microrganismos durante a estocagem também foi estudada. Por fim, avaliou-se a manutenção da capacidade imunomoduladora dos microrganismos microencapsulados por meio da dosagem de citocinas pró e anti-inflamatórias e determinação da capacidade protetora contra infecção de Salmonella entérica sorovar Typhimurium em modelo animal. Os microrganismos demonstraram resistência à lisozima, com taxas de sobrevivência superiores a 80%. O perfil de hidrofobicidade da parede celular, foi baixo, entre 8,47 e 19,19%. Demonstraram resistência apenas à vancomicina (35 &micro;g) e eritromicina (15 &micro;g). As duas cepas foram capazes de antagonizar o crescimento de Escherichia coli V517, Salmonella enteritidis OMS-Ca, Staphylococcus aureus 76 e Listeria monocytogenes ATCC 15313. Quanto à capacidade de utilização de prebióticos, os microrganismos apresentaram comportamentos inversos, utilizaram preferencialmente inulina, raftilose 95 e lactulose. Nos testes de resistência aos fluidos gastrointestinais simulados constatou-se declínio significativo de células viáveis, com subtração de até 3,37 log UFC/mL. As cápsulas obtidas apresentaram formato típico e tamanhos médios de 80,12 &plusmn; 1,89 e 83,92 &plusmn; 1,70 &micro;m. Condições de pH extremos (1,5 e 9,0) e temperatura superior a 50 °C comprometeram a estabilidade das cápsulas. A encapsulação melhorou significativamente a tolerância dos microrganismos à altas concentrações de sal e elevação de temperatura. Além disso, favoreceu a resistência dos microrganismos frente aos fluidos gastrointestinais simulados. A estabilidade dos microrganismos durante o período de estocagem também foi favorecida, após 120 dias de estocagem a 7 e 25 °C a concentração de microrganismos viáveis permaneceu superior a 7,0 log UFC/g. Nos testes in vivo para avaliação da manutenção da capacidade de imunomodulação constatou-se através de dosagem de citocinas (IL-2, IL-6, IL-10 e TNF-&alpha;) e IgA secretora, que a encapsulação não alterou a resposta imunológica provocada pelas cepas estudas. Concluiu-se que os microrganismos apresentaram comportamento in vitro de acordo com o desejado para candidatos ao uso de probióticos. A microencapsulação foi bem-sucedida, proporcionando as duas cepas maior resistência frente às condições adversas e de estresse tecnológico. / Microencapsulation has been used successfully to improve the viability of probiotics microorganisms. The aim of this work was to evaluate two strains of lactobacilli, to encapsulate these strains by a system involving lipid particles coated by electrostatic interaction of polymers and to evaluate the effect of encapsulation in the maintenance of immunomodulatory capacity of these strains. In the first stage of the study L. rhamnosus 64 and L. paracasei BGP1 were evaluated for resistance to lysozyme and simulated gastrointestinal fluids, cell wall hydrophobicity profile, susceptibility to antibiotics, antagonist activity against pathogens and prebiotic utilization capacity. In the next step, the strains were encapsulated and the microcapsules evaluated regarding morphology, particle size and distribution, moisture, water activity and pH and temperature. The tolerance to temperature, salinity, different pH and simulated gastrointestinal fluids in the viability of the bacteria were also evaluated. The probiotics viability during the storage period was also studied. Finally, the maintenance of the immunomodulatory capacity of the encapsulated microorganisms was evaluated by means of the dosage of pro and anti-inflammatory cytokines and IgA. L. rhamnosus 64 and L. paracasei BGP1 demonstrated resistance to lysozyme, with survival rates above 80%. The hydrophobicity profiles of the cell wall were from 8.47 to 19.19%. Susceptibility to antibiotics also corroborated the literature, demonstrating resistance only to vancomycin (35 &micro;g) and erythromycin (15 &micro;g). The two strains were able to antagonize the growth of Escherichia coli V517, Salmonella enteritidis OMS-Ca, Staphylococcus aureus 76 and Listeria monocytogenes ATCC 15313. As far as the capacity of using prebiotics the two strains of lactobacilli presented inverse behaviors, they used preferably inulin, raftilose 95 and lactulose. In the tests of resistance to the simulated gastrointestinal fluids it was verified a significant decline of viable cells, with subtraction of up to 3.37 log CFU / mL, justifying the application of encapsulation technology. In the encapsulation step the capsules were produced with gum arabic, porcine gelatin and vegetable fat. The obtained capsules presented a typical format and average sizes of 80.12 &plusmn; 1.89 and 83.92 &plusmn; 1.70 &micro;m. Extreme pH conditions (1.5 and 9.0) and temperature above 50 ° C compromised the stability of the capsules. The encapsulation significantly improved the tolerance of microorganisms to high salt concentrations and elevation of temperature. In addition, it favored the resistance of the microorganisms to the simulated gastrointestinal fluids. The stability of the microorganisms during the storage period was also favored, after 120 days of storage at 7 and 25 ° C the concentration of viable microorganisms remained higher than 7.0 log CFU / g. In the in vivo tests for evaluation of the maintenance of the immunomodulation capacity, the cytokines (IL-2, IL-6, IL-10 and TNF-&alpha;) and secretory IgA were determined, that encapsulation did not alter the immunological response by the strains of lactobacilli studied. It was concluded that the microorganisms presented in vitro behavior in accordance with the one desired for probiotic candidates. Microencapsulation was successful, giving both strains greater resistance to adverse conditions and technological stress.

En Argentina, la explotación avícola se ha intensificado progresivamente hasta convertirse en industrial. Tal situación, ha conducido a mayores riesgos de contraer enfermedades de origen alimentario a través del consumo de carne contaminada. La transmisión de microorganismos patógenos en la cadena productiva se asocia con la crianza de los animales, el tratamiento en las plantas de faena y la manipulación durante la comercialización. Dentro de los patógenos alimentarios, Listeria monocytogenes es uno de los más importantes, debido a su impacto económico e interés para la salud pública. Esta bacteria crece a temperaturas de refrigeración y se adapta a diferentes condiciones de estrés. En la búsqueda de alternativas seguras e inocuas para controlar L. monocytogenes surge explorar el potencial de las bacterias ácido lácticas (BAL) endógenas de pollos parrilleros. Estas cumplen un rol fundamental en el mantenimiento de la microbiota intestinal y la homeostasis, pudiendo inhibir cepas potencialmente patógenas a través de la producción de sustancias inhibidoras tipo bacteriocinas. Dentro de las estrategias para promover su desarrollo, se encuentra el empleo de dietas basadas en probióticos u otros suplementos naturales. Hallar BAL adaptadas al ambiente intestinal que funcionen como antagonistas, es un desafío interesante por su fácil disponibilidad y bajo costo. En este Trabajo de Tesis se evaluó previamente en el Capítulo I la calidad microbiológica de distintos cortes de pollo provenientes de comercios locales. Los resultados evidenciaron la presencia de L. monocytogenes, con otras especies acompañantes incluyendo L. innocua, L. ivanovii, L. seeligeri, L. welshimeri, L. grayi y L. murrayi. Posteriormente, en el Capítulo II se analizó la capacidad adaptativa de las cepas de L. monocytogenes en medios conteniendo 1,5 % y 3 % p/v de cloruro de sodio (NaCl). Los estudios mostraron un comportamiento heterogéneo de las cepas frente a las distintas concentraciones de NaCl. Las diferencias observadas en el recuento se atribuyeron a la variabilidad fenotípica existente dentro de la especie. En el Capítulo III se aislaron BAL en excretas provenientes de pollos sometidos a distintas dietas experimentales. Las dietas incluían suplementos basados en el probiótico B. subtilis y harina de chía (Salvia hispánica L.). Los resultados demostraron que la composición de la dieta altera de forma significativa la abundancia de BAL intestinales, con un efecto positivo tras la incorporación de la harina de chía. Finalmente, en el Capítulo IV se evaluó la capacidad antagonista de las BAL obtenidas. En este caso, se ensayaron sobrenadantes libres de células (SLC) sobre las cepas de L. monocytogenes aisladas de la carne de pollo. Los estudios indicaron que ciertos SLC presentaron antagonismo, aunque la respuesta fue específica en cada caso. Se observó una gran variabilidad en el espectro de control (efectividad) y en la actividad antagónica, con diferencias significativas entre los halos de inhibición medidos. Los datos presentados en esta Tesis, revelan que L. monocytogenes constituye un riesgo para la salud pública y que determinadas BAL nativas o autóctonas provenientes de las excretas, pueden ser útiles para su control. Estas BAL pueden resultar de interés tanto en el desarrollo de probióticos para aves, así como para la producción de sustancias antimicrobianas, de importancia en la industria alimentaria. / In Argentina, poultry farming has progressively intensified to become industrial. Such a situation has led to higher risks of contracting foodborne diseases through the consumption of contaminated meat. The transmission of pathogenic microorganisms in the production chain is associated with the rearing of animals, treatment in slaughter plants and handling during commercialization. Within the food pathogens, Listeria monocytogenes is one of the most important, due to its economic impact and interest for public health. This bacterium grows at refrigeration temperatures and adapts to different stress conditions. In the search for safe and innocuous alternatives to control L. monocytogenes, it is necessary to explore the potential of endogenous lactic acid bacteria (LAB) from broiler chickens. These play a fundamental role in the maintenance of intestinal microbiota and homeostasis, being able to inhibit potentially pathogenic strains through the production of inhibitory substances such as bacteriocins. Among the strategies to promote its development, is the use of diets based on probiotics or other natural supplements. Finding LABs adapted to the intestinal environment that function as antagonists is an interesting challenge due to their easy availability and low cost. In this Thesis Work, the microbiological quality of different cuts of chicken from local businesses was previously evaluated in Chapter I. The results showed the presence of L. monocytogenes, with other companion species including L. innocua, L. ivanovii, L. seeligeri, L. welshimeri, L. grayi and L. murrayi. Subsequently, in Chapter II, the adaptive capacity of L. monocytogenes strains in media containing 1.5 % and 3 % p/v sodium chloride (NaCl) was analyzed. The studies showed a heterogeneous behavior of the strains against the different concentrations of NaCl. The differences observed in the count were attributed to the phenotypic variability existing within the species. In Chapter III, LAB were isolated in excreta from chickens subjected to different experimental diets. The diets included supplements based on the probiotic B. subtilis and chia flour (Salvia hispánica L.). The results showed that the composition of the diet significantly alters the abundance of intestinal LAB, with a positive effect after the incorporation of chia flour. Finally, in Chapter IV the antagonistic capacity of the LAB obtained was evaluated. In this case, cell-free supernatants (SLC) were tested on L. monocytogenes strains isolated from chicken meat. Studies indicated that certain SLCs were antagonistic, although the response was specific in each case. A great variability was observed in the control spectrum (effectiveness) and antagonistic activity, with significant differences in the measured inhibition halos. The data presented in this Thesis show that L. monocytogenes constitutes a risk to public health and that certain native or autochthonous LABs from excreta may be useful for its control. These LABs may be of interest either in the development of probiotics for poultry, as well as for the production of antimicrobial substances, of importance in the food industry.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Various additives have been used to minimize the negative effects during the fermentation process, including Lactobacillus buchneri and / or nutritional additives such as corn meal, dry molasses, urea and lime for the purpose of improving the nutritional value and aerobic stability silages. Thus, the present study was aimed at the use of additives in silage Tanzania, they were mounted two experiments. In the first study aimed to analyze the chemical composition of grass silage Tanzania treated with different additives. The treatments were: Tanzania grass silage without additive (SSA); silage with 15% corn meal (SFM); silage with 15% molasses powder (EMS); silage inoculant based on Lactobacillus buchneri (SLB); silage additives Association: 7.5% of corn meal, 5% molasses powder, 1.1% urea, 1.1% limestone, 0.30% crushed annatto seeds and inoculant (SA1); silage additives Association: 10% of corn meal; 2.93% powdered molasses, 1.1% urea, 0.65% limestone, 0.32% of annatto seeds and inoculant (SA2). Arranged in a randomized experimental design with five replications. The content of DM (dry matter), NFC (non fibrous carbohydrate), DMS (dry matter digestibility) and TDN (total digestible nutrient) were higher in silages with additives. Silages containing additives SA1 and SA2 associations achieved the largest reductions in NDF and ADF fractions. The additives influenced the ATT where EMS had a higher acidity and lower the SLB. The associations of additives have positive synergistic effect to reduce NDF and ADF, improve NDT end of silage. The second trial was conducted to evaluate the aerobic stability of silage Tanzania treated with chemical and biological additives. The treatments were: silage without additive Tanzania (SSA); silage with 15% corn meal (SFM); silage 15% molasses (EMS); silage 2.17% urea (SUR): silage 2.17% limestone (SCA); Lactobacillus buchneri (SLB); silage Association SA1 additives: 7.5% corn flour, 5% molasses powder, 1.1% urea, 1.1% limestone, 0.30% annatto seeds; silage additives association SA2 (same proportion of SA1 over the inclusion of SLB); silage additives association SA3: 10% corn meal; 2.93% molasses powder, 1.1% urea, 0.65% limestone, 0.32% of annatto seeds; silage Association SA4 additives (same proportion of SA3 over the inclusion of SLB). he use of additives reduced the losses by effluent and gases. There was variation in dry matter values were higher in treated silages. PH results showed the interaction between treatments having desirable initial values. The breakdown of stability occurred 72, 84, 96 and 96 hours after opening the silos for SSA, SME, SLB and SA4, respectively. The combination of additives provides positive synergy and promotes greater resistance to aerobic deterioration of silage. / Diversos aditivos vêm sendo utilizados para minimizar os efeitos negativos durante o processo fermentativo, dentre eles o Lactobacillus buchneri e/ou aditivos nutritivos como fubá de milho, melaço em pó, uréia e calcário com a finalidade de melhorar o valor nutritivo e a estabilidade aeróbia das silagens. Dessa forma, o presente estudo foi realizado objetivando o uso de aditivos na silagem de capim Tanzânia, em foram montados dois experimentos. No primeiro trabalho objetivou-se analisar a composição químico-bromatológica da silagem de capim Tanzânia tratada com diferentes aditivos. Os tratamentos utilizados foram: silagem de capim Tanzânia sem aditivo (SSA); silagem com 15% fubá de milho (SFM); silagem com 15% de melaço em pó (SME); silagem com inoculante à base de Lactobacillus Buchneri (SLB); silagem com associação de aditivos: 7,5% de fubá de milho, 5% melaço em pó, 1,1% uréia, 1,1% calcário, 0,30% sementes de urucum trituradas e inoculante (SA1); silagem com associação de aditivos: 10% de fubá de milho; 2,93% de melaço em pó, 1,1% uréia, 0,65% calcário, 0,32% de sementes de urucum e inoculante (SA2). Dispostos em um delineamento experimental ao acaso com cinco repetições. Os teores de MS (matéria seca), CNF (carboidrato não fibroso), DMS (digestibilidade da matéria seca) e NDT (nutriente digestível total) foram maiores nas silagens com aditivos. As silagens contendo associações de aditivos SA1 e SA2 obtiveram as maiores reduções nas frações FDN e FDA. Os aditivos influenciaram a ATT, onde SME obteve maior acidez e SLB a menor. As associações dos aditivos apresentam efeito sinérgico positivo para reduzir FDN e FDA, melhorar o NDT final da silagem. O segundo ensaio foi realizado objetivando avaliar a estabilidade aeróbia da silagem de capim Tanzânia tratadas com aditivos químicos e biológicos. Os tratamentos utilizados foram: silagem de capim Tanzânia sem aditivo (SSA); silagem com 15% fubá de milho (SFM); silagem 15% de melaço (SME); silagem 2,17% de uréia (SUR): silagem 2,17% de calcário (SCA); Lactobacillus Buchneri (SLB); silagem com associação de aditivos SA1: 7,5% fubá de milho, 5% melaço em pó, 1,1% uréia, 1,1% calcário, 0,30% sementes de urucum; silagem com associação de aditivos SA2 (mesma proporção da SA1 mais a inclusão de SLB); silagem com associação de aditivos SA3: 10% fubá de milho; 2,93% melaço em pó, 1,1% uréia, 0,65% calcário, 0,32% de sementes de urucum; silagem com associação de aditivos SA4 (mesma proporção da SA3 mais a inclusão de SLB). A utilização dos aditivos reduziram as perdas por efluentes e por gases. Houve variação nos teores de matéria seca apresentando maiores valores nas silagens aditivadas. Os resultados de pH apresentaram interação entre os tratamentos havendo valores iniciais desejáveis. A quebra da estabilidade ocorreu 72, 84, 96 e 96 horas após abertura dos silos para SSA, SME, SLB e SA4, respectivamente. A associação dos aditivos apresenta sinergia positiva e promove maior resistência a deterioração aeróbia das silagens.

A RMN &eacute; uma das principais t&eacute;cnicas usadas no estudo de perfis metab&oacute;licos pois &eacute; uma t&eacute;cnica quantitativa, altamente reprodut&iacute;vel e n&atilde;o-seletiva. Desta forma, o objetivo desta tese foi a aplica&ccedil;&atilde;o da RMN no estudo metab&oacute;lico em diferentes processos biol&oacute;gicos. A primeira aplica&ccedil;&atilde;o foi na an&aacute;lise do perfil metabol&ocirc;mico e metabon&ocirc;mico dos agentes causadores da leishmaniose. Para tal, foram analisados extratos celulares das esp&eacute;cies Leishmania major e Leishmania donovani e extratos destas esp&eacute;cies crescidas com os f&aacute;rmacos miltefosina e paromomicina. Os espectros de RMN de 1H foram analisados pelo programa ChenoMX e os espectros de RMN 2D pelo software TopSpin e as bases de dados HMDB e BMRB. Cerca de 50 metab&oacute;litos foram identificados, como a adenina, arginina, glutamina, glutamato, manose, isoleucina, leucina e tirosina. T&eacute;cnicas quimiom&eacute;tricas como PCA, PLS-DA e heatmaps foram utilizadas para investigar os metab&oacute;litos respons&aacute;veis pela diferencia&ccedil;&atilde;o das duas esp&eacute;cies bem como entre as culturas com e sem f&aacute;rmacos. O segundo estudo foi com o composto metilglioxal. A presen&ccedil;a de metilglioxal em queijos contribui com o escurecimento e deteriora&ccedil;&atilde;o do sabor, mesmo em baixas temperaturas. Por esta raz&atilde;o, foram estudados os produtos da adi&ccedil;&atilde;o de metilglioxal em extrato de queijo parmes&atilde;o e o comportamento de diferentes esp&eacute;cies de lactobacilos na presen&ccedil;a e na aus&ecirc;ncia de metilglioxal em extrato de queijo parmes&atilde;o. Os resultados permitiram um entendimento maior das rea&ccedil;&otilde;es envolvidas entre esta mol&eacute;cula e os componentes do queijo, o que ajudar&aacute; encontrar alternativas para a resolu&ccedil;&atilde;o do problema e aumentar o tempo de prateleira do queijo. O terceiro estudo realizado foi sobre a produ&ccedil;&atilde;o de etanol a partir de biomassa lignocelul&oacute;sica. O objetivo deste estudo foi modificar geneticamente uma esp&eacute;cie de lactobacilo para a produ&ccedil;&atilde;o de etanol e analisar a vinha&ccedil;a de planta de etanol p&oacute;s-fermenta&ccedil;&atilde;o com levedura. Os espectros de RMN de 1H e 1H-13C mostraram que as bact&eacute;rias modificadas s&atilde;o eficientes na produ&ccedil;&atilde;o de etanol e que dois a&ccedil;ucares foram erroneamente identificados por cromatografia como maltose e maltotriose quando na verdade eram trealose e arabinose.&nbsp; Por meio destes destes estudos mostrou-se parte das in&uacute;meras aplica&ccedil;&otilde;es que a RMN tem na metabol&ocirc;mica e que existem diversas ferramentas estat&iacute;sticas dispon&iacute;veis para auxiliar no estudo metabol&ocirc;mico. / NMR is one of the main techniques used in metabolic profile studies because it is a quantitative, highly reproducible and non-selective technique. Thus, the aim of this thesis was the application of NMR in metabolic studies of different biological processes. The first application was the analysis of the metabolomic and metabonomic profile of the causative agents of leishmaniasis. Cell extracts of the species Leishmania major and Leishmania donovani and extracts of these species grown with miltefosine and paromomycin drugs were analyzed. 1H spectra were analyzed by ChenoMX software and 2D spectra by TopSpin software and HMDB and BMRB databases. About 50 metabolites were identified, such as adenine, arginine, glutamine, glutamate, mannose, isoleucine, leucine and tyrosine. Chemometric techniques were used to investigate the metabolites responsible for the differentiation of the two species and between cultures with and without drugs. The second study was with methylglyoxal molecule. The presence of methylglyoxal in cheese contributes to browning and deterioration of flavor, even at low temperatures. For this reason, products of the addition of methylglyoxal in Parmesan cheese extract and the behavior of different species of lactobacilli in the presence and absence of methylglyoxal in Parmesan cheese extract were studied. The results allowed a better understanding of the reactions involved between this molecule and the components of the cheese, which will help find alternatives to solve the problem and increase the shelf life of the cheese. The third study was about the production of ethanol from lignocellulosic biomass. The objective of this study was to genetically modify a lactobacillus species to produce ethanol and analyze the post-fermentation thin stillage. NMR spectra showed that the modified bacteria are efficient in production of ethanol and that two sugars were erroneously being identified by chromatography as maltose and maltotriose when they actually were trehalose and arabinose. These studies showed part of the numerous applications that NMR has in metabolomics and that there are several statistical tools available to assist in metabolomic studies.