Lentinula edodes é um cogumelo comestível que possui qualidades nutricionais, terapêuticas e medicinais. Além disso, muitos estudos na área médica têm comprovado que o cogumelo possui efeito antibiótico sobre microrganismos patogênicos ao homem. Na área agrícola, alguns trabalhos realizados com o cogumelo demonstraram possíveis efeitos no controle de fitopatógenos. O presente trabalho teve como objetivo demonstrar a produção de substâncias antimicrobianas por L. edodes ativas sobre Colletotrichum sublineolum, agente causal da antracnose em sorgo, Alternaria solani, responsável pela pinta preta do tomateiro, Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae, agente causal da mancha bacteriana em maracujazeiro e Tobacco mosaic virus (TMV), causador de mosaico foliar em fumo. Para os testes com C. sublineolum e A. solani foram utilizados extratos aquosos de L. edodes, obtidos a partir de basidiocarpos desidratados em pó, dos isolados LE JAB-K, LE 96/22, LE 96/17 e LE 95/01. Os resultados evidenciaram que o extrato aquoso de basidiocarpos do isolado LE 96/22 inibiu o crescimento micelial in vitro e a formação de apressórios por C. sublineolum. Já os extratos dos isolados LE JAB-K e LE 95/01 apresentaram efeito inibitório na germinação de conídios e na formação de apressórios do patógeno. Em contrapartida, os extratos aquosos de basidiocarpos dos diferentes isolados de L. edodes não apresentaram efeito inibitório na germinação dos conídios e no crescimento micelial de A. solani. Por sua vez, os extratos aquosos de basidiocarpos a 20% (v/v) e o filtrado do crescimento micelial de L. edodes, misturados à suspensão de X. axonopodis pv. passiflorae, exibiram redução na multiplicação bacteriana. Todos os extratos aquosos de basidiocarpos dos diferentes isolados testados na multiplicação da bactéria mostraram-se termolábeis, quando autoclavados a 121 °C por 20 min. Em experimentos com plantas de fumo, os extratos aquosos de basidiocarpos dos isolados LE 96/17 e LE 96/22 adicionados à suspensão contendo partículas do TMV reduziram significativamente a ocorrência de lesões locais nas folhas. O extrato aquoso do isolado LE 96/22 apresentou compostos antivirais de natureza termoestável. Finalmente, o extrato aquoso de basidiocarpos do isolado LE 96/22, o qual apresentou a maior atividade antimicrobiana, foi purificado parcialmente por cromatografia de troca aniônica (CTA). O pico V apresentou efeito inibitório no crescimento micelial de C. sublineolum. Por sua vez, a multiplicação de X. axonopodis pv. passiflorae foi inibida pelos picos IV, V e VII. Já os picos I, II e III, obtidos em CTA por gradiente linear de NaCl e o pico I obtido em CTA pelo método “step wise”, reduziram significativamente a infectividade do TMV em plantas de fumo. Com base nesses resultados, evidencia-se a ação de preparações de L. edodes sobre fitopatógenos, o que demonstra o uso potencial do mesmo no controle de agentes causais de doenças infecciosas em plantas. / Lentinula edodes is an edible mushroom that has nutritious, therapeutical and medicinal qualities. Moreover, many studies in the medical area have shown that the mushroom exhibits antibiotic effects on pathogenic microorganism to the man. In the agricultural area, work carried out with the mushroom has demonstrated its possible effects to control phytopathogens. The objective of the present work was to demonstrate the productionof antimicrobial substances of L. edodes active on Colletotrichum sublineolum, causal agent of anthracnose in sorghum, Alternaria solani, responsible for the black spot of the tomato plants, X. axonopodis pv. passiflorae, causal agent of the bacterial spot in passion fruit plants and on Tobacco mosaic virus, causal agent of the mosaic in tobacco plants. For the test with C. sublineolum and A. solani aqueous extracts were obtained from dehydrated fruiting bodies from the shiitake isolates LE JAB-K, LE 96/22, LE 96/17 and LE 95/01. The results showed that the fruiting body aqueous extract from isolate LE 96/22 inhibited micelial growth and appressorium formation by C. sublineolum. The aqueous extracts of isolates LE JAB-K and LE 95/01 exhibited inhibitory effect on conidium germination and on formation of appressorium by the patogen. On the other hand, the extracts of the different isolates of L. edodes did not exhibit inhibitory effect on conidium germination and micelial growth of A. solani. The aqueous extracts of fruiting bodies at 20% (v/v) concentration and filtrate of the micelial growth of L. edodes, when mixed to the suspension of X. axonopodis pv. passiflorae, exhibited decreased on bacterial multiplication. All the aqueous extracts of fruiting bodies tested from the different isolates in the bacterial multiplication were thermobile, when heated at 121 °C for 20 min. In experiments with tobacco plants, the aqueous extracts of fruiting bodies of isolates LE 96/17 and LE 96/22 when added to the suspension of TMV reduced the amount of local lesions on the leaves. When the aqueous extracts of LE 96/22 were heated the antiviral nature was not lost. Finally, the aqueous extract of fruiting bodies from isolate LE 96/22 that presented major antimicrobial activity was partially purified by anion exchange chromatography (AEC). The peak V exhibited inhibitory effect on micelial growth of C. sublineolum. Multiplication of X. axonopodis pv. passiflorae was inhibited by peaks IV, V and VII. Regarding TMV infectivity, peaks I, II and III, obtained in CTA through linear gradient of NaCl, and peak I also obtained through CTA by the method "step wise", significantly reduced virus infectivity in tobacco plants. Based upon these results, it is shown that preparations of L. edodes can interfere whith phytopathogen multiplication, demonstrating its potential to control plant diseases.

Orientador: José Augusto Rosário Rodrigues / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T17:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zampieri_LuizArthur_D.pdf: 85903823 bytes, checksum: 1e986b4988d705babbd33a4f64b81704 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Estudou-se e foram desenvolvidos biocatalisadores baseados em duas técnicas de imobilização: em gel de alginato (com/sem revestimento de quitosana) e em nanossílica funcionalizada. Foram preparados biocatalisadores com lacases (comercial e do caldo enzimático de crescimento do fungo Pycnoporus sanguineus, sob ação de indutores de atividade enzimática), utilizados em reações de oxidação de alcoóis, na decomposição de fármacos e em descoloramento de corantes azo. Também foram preparados biocatalisadores por imobilização de células íntegras de 4 microrganismos, utilizados em reações de redução de enonas. As lacases foram imobilizadas em esferas de alginato de cobre além de poderem ser revestidas com quitosana. A quitosana aumentou a resistência mecânica das esferas e possibilitou que fossem utilizadas por até 3 vezes sucessivas. As reações de oxidação de alcoóis feitas com alginato revestido com quitosana forneceram porcentagens de produto inferiores a relatado na literatura (~50% contra 80% da literatura) e, por isso, essa técnica foi substituída por outra, baseada em nanossílica funcionalizada. A técnica de imobilização de lacases em nanossílica funcionalizada forneceu maiores porcentagens de produtos de oxidação do que a de imobilização em gel, havendo 100% de conversão inicial do substrato (álcool para-metoxibenzílico) quando é utilizado o mediador TEMPO. É possível utilizar este biocatalisador por até 10 vezes, sendo esta a técnica de escolha para essa reação de oxidação de alcoóis com o sistema lacase mediador. A imobilização de lacases em nanossílica funcionalizada também mostrou-se capaz de decompor fármacos (diclofenaco, estradiol, ciprofloxacina, naproxeno e norfloxacina), se colocando como uma alternativa complementar para sistemas de tratamento de águas. O descoloramento de corantes azo pelas esferas de alginato contendo lacases foi estudado tanto com esferas contendo lacase comercial como com o caldo enzimático sob indução. Ambas demonstraram capacidade de descolorir todos os corantes testados, por até 4 ciclos, sendo que a utilização do mediador HBT ampliou as porcentagens de descoramento (~40/50% sem HBT contra ~70/85% com HBT). As esferas contendo caldo enzimático apresentaram resultados ligeiramente superiores, ambas com HBT (85% do caldo enzimático contra 70% da enzima comercial). O biocatalisador com células de microrganismos (S.cerevisiae, R.glutinis, C.albicans e G. candidum) foi preparado em esferas de alginato de cálcio e também em esferas de alginato de cálcio revestidas com quitosana, o que alterou as propriedades e forneceu resultados diversos daquelas sem quitosana, permitindo o controle quimiosseletivo do processo reacional para alguns dos substratos. Os biocatalisadores com células em gel apresentaram algumas vantagens em relação às células livres, já que não ocorrem as emulsões durante o processo de isolamento, não se observou desalogenação, contorna-se a morte das células possibilitando que as reações sejam mantidas por mais tempo ou com maior quantidade de substrato e, em alguns casos, houve aumento do excesso enantiomérico, mostrando que esta técnica tem grande versatilidade e ainda atribuiu características de controle do processo reacional, o que é difícil ou mesmo impossível de ser feito com células livres / Abstract: In this work biocatalysts based on two immobilization techniques were developed and studied: those based on alginate gel entrapping (with or without an outer chitosan layer) and those based on functionalized nanosilica linkage. Laccase-based biocatalysts were prepared and used in the oxidation of alcohols, degradation of pharmaceuticals and bleaching of azo dyes. Both commercial laccase and laccase obtained from the fungus Pycnoporus sanguineus under enzymatic activity inductors were used. Biocatalysts for the reduction of enones were also prepared by immobilization of whole cells from four different microorganisms in calcium alginate. Laccases were immobilized in copper alginate, in some experiments being covered by a layer of chitosan. The chitosan layer enhanced the spheres¿ mechanical resistance, making it possible for them to be reutilized up to three successive times. Alcohol oxidations carried out by laccases in alginate beads covered by chitosan yielded lower conversions to those reported in the literature (ca. 50% versus 80% from the literature), and, thus, this technique was replaced by another one based on functionalized nanosilica. This immobilization technique yielded a higher amount of the oxidation product than the gel immobilization, and up to 100% conversion was achieved for the model substrate (p-methoxybenzyl alcohol) when TEMPO was used as the mediator. It was possible to use this biocatalyst up to ten times, ultimately being the chosen technique for the alcohol oxidations using the laccase-mediator system. Functionalized nanosilica-immobilized laccases were also able to decompose pharmaceuticals (diclofenac, estradiol, ciprofloxacin, naproxen and norfloxacin), presenting itself as a complementary alternative to water treatment systems. Azo dye bleaching by alginate-entrapped laccases was studied using both commercial laccase and the enzymatic broth under induction. Both showed capability of decolorizing all inspected dyes, for up to four cycles, and the utilization of the mediator HBT enhanced the decolorizing percentage (ca. 40-50% without HBT versus ca. 70- 85% with HBT). Beads containing the enzymatic broth presented slightly superior results, both with HBT (85% for the enzymatic broth versus 70% with the commercial enzyme). Whole-cell biocatalysts were prepared with microorganisms (S. cerevisiae, R. glutinis, C. albicans and G. candidum) entrapped in calcium alginate beads with or without an outer chitosan layer. The chitosan layer altered the beads¿ properties, as well as the reduction outcomes, allowing the chemoselectivity control for some of the substrates. Gel-entrapped biocatalysts presented some advantages compared to those with free cells, since no emulsion was observed in the reaction workups, no dehalogenation was observed in the case of halogenated enones, cell death could be delayed, making it possible for reactions to be carried out for more time and with greater amounts of substrate, and in some cases, an enhancement of enantiomeric excess was observed. These results show that it is a very versatile technique that can be used as a strategy for the control of the biocatalytic reactions, which is harder to achieve when free cells are employed / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

Submitted by Amauri Alves (amauri.alves@ufv.br) on 2015-11-05T14:42:22Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 637711 bytes, checksum: 75ea0ad3a3c67b516122fbe953c21199 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-05T14:42:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 637711 bytes, checksum: 75ea0ad3a3c67b516122fbe953c21199 (MD5) Previous issue date: 2014-11-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A hidrólise da lignocelulose, presente na biomassa vegetal, requer a participação de uma série de enzimas lignocelulolíticas, produzidas por diversos micro-organismos. Este processo é natural, gradual e resulta na liberação de açúcares fermentáveis e outros produtos industriais. No entanto, o processo de hidrólise da lignocelulose na indústria requer uma formulação enzimática robusta e com amplo espectro de atividade hidrolítica, capaz de disponibilizar a maior quantidade possível de açúcares para os bioprocessos. Dessa forma, o ideal seria produzir coquetéis enzimáticos a partir de comunidades microbianas, que se estabelecem em ambientes onde o a biomassa vegetal está sendo degradada. Assim, os objetivos deste estudo foram: determinar e caracterizar atividades enzimáticas presentes no coquetel enzimático obtido a partir de uma comunidade microbiana celulolítica; determinar a diversidade de micro-organismos presentes nesta comunidade e inferir sobre as relações filogenéticas e funcionais entre seus membros. Uma comunidade microbiana celulolítica, derivada de duas outras comunidades foi cultivada em meio solução Peptona-Celulose (PCS), suplementado com 1% (p/v) de bagaço de cana, a 50°C e sem aeração, durante sete dias. O extrato enzimático produzido por esta comunidade apresentou cinco atividades enzimáticas diferentes (CMCase, FPase, xilanase, β-glicosidase e protease). Xilanase e CMCase alcançaram sua atividade máxima no sexto dia de cultivo (9,98 U mg -1 e 2,0 U mg -1 , respectivamente), FPase no quarto dia (0,6 U mg -1 ), β-glicosidase no terceiro (0,36 U mg -1 ) e protease no primeiro dia (0,05 U mg -1 ). O efeito do pH, temperatura e termoestabilidade sobre as atividades enzimáticas foi analisado. Xilanase e CMCase apresentaram maior atividade em pH 8,0, FPase e β-glicosidase em pH 7,0 e protease em pH 5,0. A melhor atividade de xilanase e CMCase ocorreu a 70°C, FPase a 60°C, β- glicosidase a 50°C e protease a 40°C. Xilanase, CMCase e FPase foram termoestáveis em todas as temperaturas testadas (40, 50 e 60°C) ao longo de 2h de incubação. A β- glicosidase foi termoestável nos 80 min iniciais, em todas as temperaturas. Protease foi termosensível a 40°C, nos 40 min iniciais de incubação. As atividades enzimáticas viiipresentes no coquetel enzimático, produzido pela comunidade microbiana mista, apresentaram tolerância a ampla faixa de pH e elevadas temperaturas e estabilidade térmica, exibindo potencial para aplicação em processos biotecnológicos. O DNA total da comunidade foi extraído, os genes ribossomais 16S e 28S foram amplificados e sequenciados. A análise das sequências dos genes ribossomais revelou que estes possuem similaridade maior que 90% com sequências conhecidas depositadas no GenBank e indicaram que a comunidade microbiana celulolítica era composta por diversas espécies de bactérias e fungos, que foram agrupadas em duas árvores filogenéticas. O fungo Ganoderma lucidum e a bactéria Ureibacillus não cultivável apresentaram a maior frequência relativa na comunidade. As complexas interações metabólicas e ecológicas entre as multiespécies microbianas, presentes na comunidade microbiana mista certamente contribuiram para a eficiente hidrólise da lignocelulose nas condições estabelecidas neste estudo. / The hydrolysis of lignocellulose present in the vegetable biomass requires the participation of a series of lignocellulolytic enzymes, produced by various microorganisms. This process is natural, gradual and results in the release of fermentable sugars and other industrially products. However, the hydrolysis process of the lignocellulose in the industry requires robust enzyme formulation with broad spectrum of hydrolytic activity, able to provide the largest possible amount of sugars for bioprocesses. Thus, the ideal would be to produce enzyme cocktails from microbial communities that are established in environments where the vegetable biomass is being degraded. The objectives of this study were to determine and characterize enzymatic activities present in the enzyme cocktail obtained from a cellulolytic microbial community; determine the diversity of micro-organisms present in this community and infer the phylogenetic and functional relationships among its members. One cellulolytic microbial community, derived from two other communities was cultured in Peptone- Cellulose Solution medium (PCS), supplemented with 1% (w/v) sugarcane bagasse, at 50°C, static conditions aeration, for seven days. The enzyme extract produced by this community showed activity of five different enzymes (CMCase, FPase, xylanase, β- glucosidase and protease). Xylanase and CMCase achieved their maximum activity on the sixth day of cultivation (9,98 U mg -1 e 2,0 U mg -1 , respectively), FPase on the fourth day (0,6 U mg -1 ), β-glucosidase on the third day (0,36 U mg -1 ) and protease on the first day (0,05 U mg -1 ). The effect of pH, temperature and thermostability of the enzyme activities was analyzed. Xylanase and CMCase exhibit higher activity in pH 8.0, FPase and β-glucosidase in pH 7.0 and protease in pH 5.0. The best activity of the xylanase and CMCase was at 70°C, FPase at 60°C, β-glucosidase at 50°C and protease at 40°C. Xylanase, CMCase and FPase were thermostable at all temperatures tested (50, 60 and 70°C) over 2h incubation. β-glucosidase was thermostable in the initial 80 min at all temperatures. Protease was thermosensitive at 40°C, in the initial 40 min. The enzymes present in the enzyme cocktail, produced by the mixed microbial community, presented xtolerance to a wide pH range and high temperatures and thermal stability, showing potential for application in biotechnological processes. The total DNA of the community was extracted, the 16S and 28S ribosomal genes were amplified and sequenced. Sequence analysis of ribosomal genes revealed that these have a similarity higher than 90% with known sequences deposited in GenBank and indicated that cellulolytic microbial community was composed of several species of bacteria and fungi that were grouped into two phylogenetic trees. The Ganoderma lucidum fungus and bacteria Ureibacillus uncultivable had the highest relative frequency in the community. The complex metabolic and ecological interactions between microbial multi-species present in the mixed microbial community certainly contributed to the efficient depolymerization of lignocellulose under the conditions established in this study.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:01:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4249_1.pdf: 5387784 bytes, checksum: 0eec9d7103a89fa3e1f2d914ffc4a077 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Este trabalho teve como objetivo selecionar e caracterizar uma linhagem de Zymomonas mobilis como potencial probiótico para isso a pesquisa foi dividida em três etapas. Numa primeira etapa foi avaliada a atividade de dez linhagens de Z. mobilis frente a 49 microrganismos patogênicos pertencentes a cinco gêneros bacterianos e um fúngico. Após seleção da linhagem com atividade antagônica e com crescimento satisfatório no meio SSDL foi avaliada sua tolerância ao ácido clorídrico (meio SSDL com pH ajustado para 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 e 4,0) e bile bovina nas concentrações de 0,125; 0,25; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0 e 4,0 p/v. Posteriormente foi avaliada a susceptibilidade desta linhagem a dez diferentes antimicrobianos utilizados em clínica médica. Este ensaio foi realizado pela técnica de difusão em meio sólido preconizado pelo CLSI. A segunda etapa deste trabalho constou da determinação do antagonismo quantitativo da cultura de Z. mobilis selecionada em co-cultura com Escherichia coli O157:H7 ou com Escherichia coli ATCC 8739 e do acompanhamento do pH destas culturas. Nesta etapa também foi estudada a influência do inóculo de Z. mobilis em diferentes concentrações (107, 108, 109 UFC/mL) sobre a sua atividade antagônica ao longo de 24 horas. Na terceira etapa, foi avaliada a possibilidade de translocação de Z. mobilis para a corrente sangüínea e para os órgãos vitais em camundongos, após inoculação através de gavagem oral da cultura (109 UFC/mL) três vezes ao dia. As linhagens de Z. mobilis foram capazes de inibir o crescimento de 10 amostras de Pseudomonas aeruginosa, 4 de Escherichia coli, 7 de Staphylococcus aureus e 5 de Salmonella enterica e 1 Salmonella choleraesuis , mas não inibiu 10 amostras de Enterococcus faecalis nem as 11 de Candida albicans. Das dez linhagens, Z. mobilis UFPEDA 355 apresentou velocidade máxima de crescimento em meio SSDL, superior as demais, e atividade antagônica sendo selecionada para as etapas posteriores. A linhagem UFPEDA 355 apresentou-se tolerante ao meio SSDL em pH superior a 2,5 e a todas as concentrações de bile ensaiadas. Esta linhagem mostrou um perfil de sensibilidade a cefoxitina, azitromicina, sulfazotrim, imipenem, cloranfenicol, amoxicilina/ácido clavulânico e de resistência a ofloxacina, amicacina e ampicilina. A atividade antagônica de Z. mobilis UFPEDA 355 foi dependente da concentração do inóculo, cuja redução das células viáveis, em relação ao controle, foi da ordem de 1,60 ± 0,06 log10 UFC/mL para E. coli O157:H7 e de 1,67 ± 0,07 log10 UFC/mL para E. coli ATCC 8739. Não houve diferença significativa dos valores do pH da cultura de Z. mobilis e de suas co-culturas nos diferentes inóculos (p<0,05). Z. mobilis UFPEDA 355 não foi capaz de penetrar na corrente sangüínea, nem de causar alterações morfológicas nos rins, fígado, baço e intestinos de camundongos

Este estudo consistiu na investigação sobre a interação dos lubrificantes empregados na usinagem de metais com a matéria orgânica natural (substâncias húmicas), a sua mobilidade no solo, a degradação microbiológica e a remoção dos mesmos do solo. Realizou-se, também, um estudo sobre as mudanças nas características dos fluidos após a sua utilização. Para o processo de degradação das amostras de fluido, submetidos aos efeitos de diferentes fatores ambientais, foram utilizados quatro tratamentos : (i) microrganismos nativos, chamada amostra controle; (ii) amostra controle com matéria orgânica proveniente de turfa; (iii) amostra controle acrescida de microrganismos existentes nos efluentes de máquinas de corte; e (iv) amostra controle com adição de microrganismos de compostagem. Para a pesquisa da degradação sem o efeito dos parâmetros climáticos, foram utilizadas amostras de solo contaminadas mantendo-se em estufa, e a inoculação dos microrganismos em meios de cultura com e sem acréscimo de fonte alternativa de carbono. Como técnicas analíticas, foram utilizadas a CG-DIC e a CG-EM. Essas técnicas são indicadas tanto para estudar a composição dos fluidos quanto dos produtos de degradação microbiológica, tendo sido otimizados métodos analíticos para serem empregados no monitoramento ambiental e de estudos de degradação. As análises por IVTF e por EF também foram empregadas na identificação e quantificação dos fluidos. Observou-se uma considerável interação dos fluidos solúveis com a matéria orgânica do solo, embora tenham se apresentado com alta mobilidade para alguns constituintes, bem como um acelerado processo de degradação durante o uso. De outro modo, os fluidos insolúveis se apresentaram mais imóveis, ficando retidos na matéria orgânica do solo, entretanto, foram mais prontamente degradados no ambiente que os solúveis. A adição de matéria orgânica e de microrganismos de compostagem acelerou o processo de degradação para todos os fluidos de corte investigados. / This study is an investigation of the interaction of lubricants employed in metal machining and natural organic matter (humic substances), their mobility in soil, microbial degradation and their removal from the soil. Also, was performed study of changes in characteristic on fluids after their use. On degradation process from fluid samples, contaminated soils submitted to different environment factors, were used four treatments : (i) native microorganisms named control sample; (ii) control sample added by organic matter from peat; (iii) control sample added by microorganisms existing in flowing out from cutting machines; and (iv) control sample with addition of microorganisms from composting. For degradation research by no effect from climate parameters were used sample of contaminated soil been investigated in stove and microorganisms inoculation in culture mean with and without addition of alternative carbon source. As analytical techniques were used GC-FID and GG-MS. These techniques are both indicated for fluid composition studies and microbial degradation product. Analytic methods had been optimized to be employed on environmental monitoring and degradation studies. The FTIR and espectrofluorimetric methods were used for the fluid identification and quantification. Were observed a notable interaction between soluble fluids and soil organic matter, thought it had been verified high mobility for some compounds as well an accelerated process of degradation during their use. Otherwise, insoluble fluids were more immobile been restrained in soil organic matter, nevertheless, were readily degraded in environment than soluble ones. Organic matter and composting microorganisms\' addition accelerated the degradation process for all cutting fluids investigated.

Orientador: Carolina Fernandes / Resumo: O aproveitamento racional dos recursos dentro das propriedades agrícolas pode aumentar a estabilidade do sistema de produção, maximizando a eficiência por meio do aumento de produtividade associado a redução de custos. Desta forma, objetivou-se por meio deste estudo, determinar como a adubação orgânica com esterco bovino pode impactar os atributos microbiológicos, enzimáticos e físicos do solo, e como isso pode influenciar a produtividade do milho e a emissão de CO2 do solo. A nossa hipótese é que esses indicadores de qualidade do solo respondem de forma significativa a aplicação de esterco bovino no solo e que a maior dose resultará na maior produtividade de milho e emissão de CO2 do solo. O experimento foi instalado utilizando o delineamento em blocos ao acaso, com sete doses de esterco bovino e quatro repetições, totalizando 28 parcelas. As doses avaliadas foram 0, 5, 10, 15, 30, 45 e 60 Mg ha-1, em base seca. A aplicação das doses de esterco bovino resulta em aumento do carbono da biomassa microbiana, da atividade respiratória, do nitrogênio da biomassa microbiana, e da atividade das enzimas desidrogenase, amilase e β- glicosidase, o que causa amento do índice de estabilidade de agregados e do diâmetro médio ponderado. Nos microagregados, as doses de esterco bovino proporcionam incremento da atividade enzimática da desidrogenase, amilase e β- glicosidase. O mesmo acontece nos macroagregados, com exceção da amilase. A produtividade e a emissão de CO2 sofrem incremento conf... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

A utilização de embalagens biodegradáveis, tais como os filmes e coberturas comestíveis, apresenta-se como alternativa ao uso de recursos não-renováveis como material de embalagem. A incorporação de substâncias antimicrobianas em embalagens tem como objetivo minimizar o problema da contaminação microbiana em alimentos e, entre elas, os óleos essenciais (OE) têm recebido atenção especial por serem substâncias naturais e atenderem à preferência dos consumidores. Porém, a utilização de OE como um agente antimicrobiano natural é limitada por critérios organolépticos, sendo necessário determinar a concentração mínima necessária para inibir o desenvolvimento de microrganismos sem afetar sensorialmente as características do alimento. Assim, os objetivos desta pesquisa foram: desenvolver um filme comestível à base de alginato com incorporação de agentes antimicrobianos naturais e avaliar a adição de diferentes concentrações de cloreto de cálcio (CaCl2) como agente crosslinking na formulação do filme e na etapa complementar de formação do filme; caracterizar o filme frente às propriedades mecânicas e propriedades de barreira; determinar a concentração mínima inibitória (CIM) de óleos essenciais para Pseudomonas spp., Salmonella spp. e Listeria monocytogenes presentes em carne de frango, e verificar a aceitação pelo consumidor, através da análise sensorial (aroma), de pedaços de peito de frango in natura embalado com o filme antimicrobiano O OE de cravo foi o que se apresentou mais eficiente para os microrganismos testados com CIM de 0,2% sendo este o limite mínimo estudado no planejamento experimental para o desenvolvimento do filme antimicrobiano. As variáveis independentes neste planejamento foram: CaCl2 na faixa de concentração de 0,02 a 0,1% e OE cravo na faixa de 0,2 a 1,0%. Valores acima de 0,0316% de CaCl2, independente da concentração de OE estudada, diminuiram a zona de inibição do crescimento microbiano em testes realizados in vitro, possivelmente devido a formação de um gel muito forte que pode ter dificultado a incorporação da emulsão de OE na matriz polimérica dos filmes. Os resultados de permeabilidade ao vapor de água mostraram que a adição de CaCl2 à formulação dos filmes diminuiu a permeabilidade enquanto a adição de OE cravo foi responsável pelo aumento dessa propriedade. Com relação às propriedades mecânicas, tanto a adição de CaCl2 como a de OE cravo à formulação dos filmes aumentou a resistência máxima à tração. Porém, com relação ao alongamento máximo na ruptura, valores menores foram obtidos com a adição de CaCl2, enquanto maiores valores foram encontrados com a adição de OE cravo à formulação dos filmes. A avaliação da atividade antimicrobiana dos filmes em carne de frango foi realizada somente com a formulação que apresentou os maiores valores de zona de inibição in vitro (CaCl2=0,0316% e OE cravo=0,884%). Após 5 dias de armazenagem a 7º C, observou-se que a utilização do filme adicionado de OE de cravo como embalagem primária em amostras de carne de peito de frango promoveu o controle da multiplicação de L. monocytogenes o mesmo não ocorrendo para as populações de Salmonella spp. e Pseudomonas spp. A análise sensorial relacionada ao aroma da carne de peito de frango mostrou que o uso do filme à base de alginato incorporado de OE cravo é viável. Porém, este filme poderá sofrer interferência da matriz alimentar caso esta matriz apresente exsudação. / The use of biodegradable packaging such as edible films and coatings are an alternative to the use of non-recyclable packaging. The incorporation of antimicrobial substances in packaging aims at reducing food microbial contamination among which, essential oils (EO) have received special attention being natural and attending consumer demand. However, the use of EO as a natural antimicrobial agent is limited by organoleptic criteria making it necessary to determine the minimum concentration to inhibit the multiplication of microorganisms without affecting the sensory characteristics of the food. Therefore, the aims of this research were: to develop an alginate based edible film with natural antimicrobial agents, evaluating the addition of different concentrations of calcium chloride as a crosslinking agent in the formulation of the film and in the complementary stage; to characterize the mechanical properties and barrier properties; to determine the minimum inhibitory concentration (MIC) of EO for Pseudomonas spp, Salmonella spp and Listeria monocytogenes found in chicken meat and to verify consumer acceptance of the product through sensorial analysis (aroma). Among the studied EO, the concentration of 0.2% of clove oil was effective in inhibiting the microorganisms tested, this concentration being the minimum limit used in the experimental design for film development. The independent variables studied in this design were calcium chloride in the range of 0.02 to 0.01% and clove EO in the range of 0.2 to 1.0%. Concentrations of CaCl2 above 0.0316%, independent of the EO concentration, reduced the inhibition zone of microbial growth in in vitro tests, possibly due to the formation of a very strong gel which could have made the incorporation of the EO emulsion in the polymeric matrix of the film very difficult. The results of water vapor permeability tests showed that the addition of CaCl2 to the formulation of the films reduced the permeability while the addition of clove EO increased this property. Regarding to mechanical properties, the addition of CaCl2 as well as clove EO to the film formulation increased the values of tensile strength. On the other hand, relating to elongation at the break, smaller values were obtained with the addition of the salt while the addition of EO provided higher values. The evaluation of antimicrobial activity of the films in chicken meat was performed only with the formulation that showed the highest inhibition values presented in vitro (CaCl2=0.0316% and clove EO=0.0884%). After five days of storage at 7° C, it was observed that the use of the film added by clove EO as primary packaging provided the control of L. monocytogenes growth in samples of chicken meat but not of Salmonella spp and Pseudomonas spp. The sensorial analysis - aroma - showed that the use of alginate based film incorporated with clove EO is viable in food. However, when the food matrix presents exudation, it can interfere in this film.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:59:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Karin Cristina.pdf: 1779954 bytes, checksum: fa7540fc1601cdb177d071d632782f2e (MD5) Previous issue date: 2009-10-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Chemical fertilizers and pesticides have become an important part of modern agriculture. The use of these chemical brought great benefits but also created new problems, such as disposal after use, persistence over time and accumulation in the environment, resulting significant bad consequences to public health and adverse impact on ecosystems. Maize culture deserves attention because the large amount of herbicides used. Mesotrione is a new selective herbicide developed for use in maize culture. Due it has not been used for a long time, there is little information available on the ecotoxicological risk. Only two mesotrione-degrading strains, from soil and water, both the genus Bacillus, were isolated and identified. The aim of this study was to isolate and characterize endophytic and epiphytic bacterial strains collected from maize leaves, able to biodegrade the herbicide mesotrione. Samples were collected in maize planting variety Penta without treatment with mesotrione and maize planting variety DKB 234 treated with mesotrione, at Fazenda Escola Capão da Onça, Ponta Grossa, PR. The microorganisms were isolated and cultured in mineral medium supplemented with mesotrione as sole carbon source. Of the twenty samples were isolated 347 tolerant and/or mesotrione-degrading strains. These were selected in increasing concentrations of the herbicide and had their degradation capability evalueted by VIS spectrophotometry. Ten strains were able to grow in the presence of high concentrations of mesotrione. Of these, 9 strains (7 epiphytic and 2 endophytic) were isolated from maize variety Penta without treatment with mesotrione and only 1 epiphytic strain was isolated from maize variety DKB 234 treated with mesotrione. Five strains had the ability to degrade the herbicide confirmed. One strain was identified as Acinetobacter baumanii and other as Micrococcus luteus. Just M. luteus is an endophytic strain, the others are maize epiphytics. Four mesotrione-degrading strains were isolated from maize untreated with mesotrione, only one strain of Gram-negative bacilli non fermenter was isolated from maize treated with the herbicide. The growth in high concentration of the strains that didn’t have the mesotrione degradation capability detected by spectrophotometry indicates the possibility of these strains degrade this herbicide when in association with other microorganisms consortia in the environment. The real quantitative capability of mesotrione degradation by the strains recorded by spectrophotometry may be underestimated due to the accumulation of degradation products which have the same wavelength as the mesotrione. This study reports the first isolation and characterization of mesotrione degrading strains endophytic and epiphytic from maize. / Os adubos químicos e pesticidas tornaram-se parte integral da agricultura moderna. O emprego destas substâncias químicas trouxe grandes vantagens, mas também criou novos problemas, como a eliminação após o uso, a persistência ao longo do tempo e o acúmulo no ambiente, acarretando conseqüências adversas consideráveis à saúde pública e um impacto negativo nos ecossistemas. A cultura do milho merece atenção pela elevada quantidade de herbicidas usados. O mesotrione é um novo herbicida seletivo utilizado na cultura do milho. Devido sua introdução recente, há pouca informação referente ao risco ecotoxicológico do mesotrione e de seus produtos de degradação. Apenas duas linhagens bacterianas do gênero Bacillus, degradadoras do mesotrione, provenientes do solo e da água, já foram isoladas e identificadas. O objetivo deste estudo foi isolar e caracterizar linhagens bacterianas endofíticas e epifíticas, isoladas das folhas de milho, com capacidade de biodegradar o herbicida mesotrione. As coletas foram realizadas em plantação de milho variedade Penta sem tratamento com o herbicida mesotrione e em plantação de milho variedade DKB 234 com tratamento com o herbicida, na Fazenda Escola Capão da Onça, Ponta Grossa, PR. Os microrganismos foram isolados e cultivados em meio mineral com mesotrione como única fonte de carbono. Das vinte coletas foram isoladas 347 linhagens bacterianas tolerantes e/ou degradadoras. Estas foram selecionadas em concentrações crescentes do herbicida e tiveram sua capacidade de degradação investigada por espectrofotometria visível. Dez linhagens capazes de crescer na presença de altas concentrações do herbicida foram avaliadas. Destas, 9 linhagens (7 epifíticas e 2 endofíticas) foram isoladas de milho variedade Penta sem tratamento com o herbicida mesotrione e 1 foi isolada de milho variedade DKB 234 com tratamento com mesotrione. Cinco linhagens tiveram a capacidade de degradar o herbicida comprovada. Uma linhagem foi identificada como Acinetobacter baumannii e outra como Micrococcus luteus. Somente Micrococcus luteus é uma linhagem endofítica, sendo as demais epifíticas do milho. Quatro linhagens degradadoras foram isoladas de plantação de milho sem tratamento prévio com mesotrione; apenas uma linhagem de bacilo Gram-negativo não fermentador foi isolada de plantação sob tratamento com o herbicida. O crescimento, em alta concentração, das linhagens que não tiveram a capacidade de degradação do mesotrione detectada pela espectrofotometria indica a possibilidade destas linhagens participarem da degradação deste herbicida quando associadas com outros microrganismos em consórcios no ambiente. A capacidade quantitativa real de degradação do mesotrione pelas linhagens investigadas registrada pela espectrofotometria pode estar subestimada devido ao acúmulo dos produtos de degradação que possuem o mesmo comprimento de onda no espectro de absorção que a molécula de mesotrione. Este trabalho é o primeiro relato de isolamento de linhagens bacterianas degradadoras do herbicida mesotrione epifíticas e endofíticas de milho.

A utilização de embalagens biodegradáveis, tais como os filmes e coberturas comestíveis, apresenta-se como alternativa ao uso de recursos não-renováveis como material de embalagem. A incorporação de substâncias antimicrobianas em embalagens tem como objetivo minimizar o problema da contaminação microbiana em alimentos e, entre elas, os óleos essenciais (OE) têm recebido atenção especial por serem substâncias naturais e atenderem à preferência dos consumidores. Porém, a utilização de OE como um agente antimicrobiano natural é limitada por critérios organolépticos, sendo necessário determinar a concentração mínima necessária para inibir o desenvolvimento de microrganismos sem afetar sensorialmente as características do alimento. Assim, os objetivos desta pesquisa foram: desenvolver um filme comestível à base de alginato com incorporação de agentes antimicrobianos naturais e avaliar a adição de diferentes concentrações de cloreto de cálcio (CaCl2) como agente crosslinking na formulação do filme e na etapa complementar de formação do filme; caracterizar o filme frente às propriedades mecânicas e propriedades de barreira; determinar a concentração mínima inibitória (CIM) de óleos essenciais para Pseudomonas spp., Salmonella spp. e Listeria monocytogenes presentes em carne de frango, e verificar a aceitação pelo consumidor, através da análise sensorial (aroma), de pedaços de peito de frango in natura embalado com o filme antimicrobiano O OE de cravo foi o que se apresentou mais eficiente para os microrganismos testados com CIM de 0,2% sendo este o limite mínimo estudado no planejamento experimental para o desenvolvimento do filme antimicrobiano. As variáveis independentes neste planejamento foram: CaCl2 na faixa de concentração de 0,02 a 0,1% e OE cravo na faixa de 0,2 a 1,0%. Valores acima de 0,0316% de CaCl2, independente da concentração de OE estudada, diminuiram a zona de inibição do crescimento microbiano em testes realizados in vitro, possivelmente devido a formação de um gel muito forte que pode ter dificultado a incorporação da emulsão de OE na matriz polimérica dos filmes. Os resultados de permeabilidade ao vapor de água mostraram que a adição de CaCl2 à formulação dos filmes diminuiu a permeabilidade enquanto a adição de OE cravo foi responsável pelo aumento dessa propriedade. Com relação às propriedades mecânicas, tanto a adição de CaCl2 como a de OE cravo à formulação dos filmes aumentou a resistência máxima à tração. Porém, com relação ao alongamento máximo na ruptura, valores menores foram obtidos com a adição de CaCl2, enquanto maiores valores foram encontrados com a adição de OE cravo à formulação dos filmes. A avaliação da atividade antimicrobiana dos filmes em carne de frango foi realizada somente com a formulação que apresentou os maiores valores de zona de inibição in vitro (CaCl2=0,0316% e OE cravo=0,884%). Após 5 dias de armazenagem a 7º C, observou-se que a utilização do filme adicionado de OE de cravo como embalagem primária em amostras de carne de peito de frango promoveu o controle da multiplicação de L. monocytogenes o mesmo não ocorrendo para as populações de Salmonella spp. e Pseudomonas spp. A análise sensorial relacionada ao aroma da carne de peito de frango mostrou que o uso do filme à base de alginato incorporado de OE cravo é viável. Porém, este filme poderá sofrer interferência da matriz alimentar caso esta matriz apresente exsudação. / The use of biodegradable packaging such as edible films and coatings are an alternative to the use of non-recyclable packaging. The incorporation of antimicrobial substances in packaging aims at reducing food microbial contamination among which, essential oils (EO) have received special attention being natural and attending consumer demand. However, the use of EO as a natural antimicrobial agent is limited by organoleptic criteria making it necessary to determine the minimum concentration to inhibit the multiplication of microorganisms without affecting the sensory characteristics of the food. Therefore, the aims of this research were: to develop an alginate based edible film with natural antimicrobial agents, evaluating the addition of different concentrations of calcium chloride as a crosslinking agent in the formulation of the film and in the complementary stage; to characterize the mechanical properties and barrier properties; to determine the minimum inhibitory concentration (MIC) of EO for Pseudomonas spp, Salmonella spp and Listeria monocytogenes found in chicken meat and to verify consumer acceptance of the product through sensorial analysis (aroma). Among the studied EO, the concentration of 0.2% of clove oil was effective in inhibiting the microorganisms tested, this concentration being the minimum limit used in the experimental design for film development. The independent variables studied in this design were calcium chloride in the range of 0.02 to 0.01% and clove EO in the range of 0.2 to 1.0%. Concentrations of CaCl2 above 0.0316%, independent of the EO concentration, reduced the inhibition zone of microbial growth in in vitro tests, possibly due to the formation of a very strong gel which could have made the incorporation of the EO emulsion in the polymeric matrix of the film very difficult. The results of water vapor permeability tests showed that the addition of CaCl2 to the formulation of the films reduced the permeability while the addition of clove EO increased this property. Regarding to mechanical properties, the addition of CaCl2 as well as clove EO to the film formulation increased the values of tensile strength. On the other hand, relating to elongation at the break, smaller values were obtained with the addition of the salt while the addition of EO provided higher values. The evaluation of antimicrobial activity of the films in chicken meat was performed only with the formulation that showed the highest inhibition values presented in vitro (CaCl2=0.0316% and clove EO=0.0884%). After five days of storage at 7° C, it was observed that the use of the film added by clove EO as primary packaging provided the control of L. monocytogenes growth in samples of chicken meat but not of Salmonella spp and Pseudomonas spp. The sensorial analysis - aroma - showed that the use of alginate based film incorporated with clove EO is viable in food. However, when the food matrix presents exudation, it can interfere in this film.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o tempo necessário para que carcaças de frango de diferentes pesos (1.200 g e 2.100g), que ao sair do tanque de resfriamento se encontravam com a temperatura acima de 7ºC, alcançassem 4°C e traçar o perfil microbiológico destas, realizado através do estudo de presença e multiplicação dos indicadores: microrganismos mesófilos aeróbios, coliformes totais, coliformes termotolerantes, Escherichia coli, Staphylococcus coagulase positivo, Clostridium perfringens, Salmonella spp. e Listeria spp. a fim de auxiliar as medidas e os limites críticos de um plano APPCC para a indústria de carne de ave. A pesquisa foi realizada em um matadouro localizado no Estado do Rio Grande do Sul. No total foram coletadas aleatoriamente 100 carcaças de frangos, 50 amostras para cada peso, com temperatura acima de 7°C, na esteira na saída dos tanques de resfriamento. Todas as carcaças foram colocadas em caixa plásticas e encaminhadas à câmara de resfriamento (tempo zero). De hora em hora foi realizada a aferição de temperatura no músculo peitoral profundo de 15 unidades amostrais de cada peso. As carcaças com peso de 1.200 g levaram de 2 a 4 horas para alcançarem a temperatura de 4ºC na musculatura profunda e as carcaças com peso médio de 2.100 g, chegaram a temperatura de 4ºC entre 5 e 8 horas de resfriamento. No momento da coleta das amostras e a cada hora, foram coletadas 5 unidades amostrais, de cada grupo, para análise microbiológica, totalizando 25 amostras para carcaças de frango de 1.200 g e 43 amostras para carcaças de frango de 2.100 g. A contagem de bactérias mesófilas aeróbias não apresentou declínio significativo (P> 0,05) ao longo do tempo de resfriamento, tanto em carcaças de 1.200 g quanto nas carcaças com peso de 2.100 g. A contagem de Staphylococcus coagulase positivo manteve-se, durante todo o experimento, para os dois tipos de amostras (1.200 e 2.100 g) dentro do limite estipulado pela legislação, todos os frangos analisados apresentaram resultados menores que 2,0 log10 UFC/g. Não houve o crescimento de Clostridium perfringens em nenhuma das análises realizadas, tanto em carcaças de frango com 1.200 g quanto naquelas com 2.100g. Para coliformes totais, a queda da temperatura foi significativa no declínio da contagem microbiana somente para carcaças de 2.100g. Já para coliformes termotolerantes e E. coli foi possível identificar declínio na contagem bacteriana ao longo do tempo de resfriamento para carcaças de 1.200g e para carcaças de 2.100g (P 0,05). Foi observada a presença de Salmonella spp. e Listeria spp. em temperaturas de refrigeração. Para carcaças de 1.200g, foi isolado Salmonella spp. em uma amostra que se encontrava na temperatura de 4,6°C e, em uma amostra, para carcaças de 2.100g, que se encontrava na temperatura de 7,2°C. Listeria spp. apenas foi detectada em carcaças de 2.100g, sendo uma amostra com temperatura de 6,2°C e em 04 amostras com temperatura de 4,6°. Verificou-se correlação inversa entre temperatura da carcaça e presença do microrganismo, isto é, a detecção de Listeria spp. ocorreu quando houve a queda da temperatura, isolando-a em temperaturas de refrigeração. / The present work aimed to evaluating the time necessary for broiler meat of different weights (1.200g e 2.100g, that after chiller had the temperature over 7°C), to be raised 4°C in temperature and to perform a microbiological profile through the study of the presence of indicators (mesophilic aerobes pathogens, total coliform, thermotolerant coliform, Escherichia coli, Staphylococcus coagulase positive, Clostridium perfringens, Salmonella spp. e Listeria spp.) and their multiplication, in order to help measuring critical limits in a HACCP plan to be applied to a broiler meat industry. The research was performed in a slaughterhouse located in the State of Rio Grande do Sul, Southern Brazil. One hundred broiler carcasses were collected, being 50 samples of each weight (1.200g e 2.100g), which showed temperatures above 7°C, at the end of the chiller. All carcasses were put in plastic boxes and placed in a freezing chamber (time zero). The temperature was then measured every hour in the profound pectoral muscle of 15 samples of each weight. The carcasses weighting 1.200g took 2 to 4 hours to raise 4°C in the profound musculature while the carcasses weighting 2.100g raised 4°C in 5 to 8 hours of freezing. The counting of mesophilic microorganisms did not show any significant reduction (P>0,05) during the freezing period, for both carcasses with 1.200g and the ones with 2.100g. The counting of coagulase positive Staphylococcus maintained, during the whole experiment, within the legislation limits, with all samples showing results below 2,0 log10 UFC/g. The study did not show any growth of Clostridium perfringens in all the samples collected. Regarding total coliforms, the temperature reduction was significantly connected to the reduction of bacterial counting in carcasses with 2.100g. On the other hand, in terms of thermotolerant coliform and E. coli, it was possible to detect a reduction of bacterial counting during the freezing time in carcasses of 1.200g as well as 2.100g (P 0,05). The presence of Salmonella spp. and Listeria spp. in refrigeration temperatures were also observed. In carcasses with 1.200g, Salmonella spp. was isolated in one sample in the temperature of 4,6°C and also in carcasses with 2.100g, in one sample that was in the temperature of 7,2°C. Listeria spp. was only detected in carcasses with 2.100g in one sample with the temperature 6,2°C and in four samples with temperature 4,6°C. A negative correlation between carcass temperature and microorganism presence was detected, that is, the detection of Listeria spp. occurred at refrigeration temperatures, when the temperature was reduced.