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Biotechnological production and application of antimicrobial biomolecules by Lactobacillus plantarum in milk whey / Produção biotecnológica e aplicação de biomoléculas antimicrobianas por Lactobacillus plantarum cultivado em soro de leiteSabrina da Silva Sabo 22 September 2017 (has links)
Bacteriocins are antimicrobial peptides ribosomally synthesized by various bacteria. In particular, the bacteriocins produced by lactic acid bacteria have recently received great attention due to their wide applicability and also because they are produced by microorganisms safe for human consumption. There are numerous studies reporting bacteriocin production by different lactic acid bacteria, as well as its optimization by using alternative substrate. Some of these studies point to milk/cheese whey as a potential low-cost source for the cultivation of lactic acid bacteria and the production of biocomposites, such as bacteriocins. Several researches refer to the production of bacteriocins, mainly nisin. On the other hand, the production of bacteriocins by Lactobacillus plantarum strains still limited. In this context, the present work first studied the growth and production of bacteriocin by L. plantarum strain ST16Pa when cultivated in Man, Rogosa and Sharpe (MRS) broth with and without inulin supplementation incubated under shaken and stationary conditions. The results indicated that this strain has higher growth when cultured in aerobiosis; however, the highest bacteriocin activity is obtained in stationary condition. The stability and partitioning of bacteriocin from the fermented MRS broth of L. plantarum ST16Pa in the PEG/NaPA/electrolytes aqueous two-phase systems was also studied. After 1 h in temperatures from 50 °C to 80 °C and pH from 3.0 to 8.0, the produced bacteriocin remained stable. In addition, the proposed partition system has proved to be an economical alternative for the recovery and purification of this biomolecule. Motivated by the trend in use industrial by products aiming the production of high value-added biocomposites, we investigated the performance of milk/cheese whey as alternative substrate for L. plantarum ST16Pa growth and for the production of antimicrobial biomolecules by this strain. For this purpose, the study was divided in two steps, being the first developed using whey powder supplemented according to the Plackett & Burman experimental design, with 12 trials and 4 central points. Although the proposed design was not the ideal statistical tool to optimize the bacteriocin ST16Pa production, through it was possible to obtain a formulation, which resulted in greater inhibition zones when compared with previous date reported by other authors using the same strain cultured in cheese whey. Later, still using L. plantarum strain ST16Pa, we investigated the production of bacteriocin and lactate in fresh cheese whey previously hydrolyzed by Flavourzyme or Lactozym. The cultures were optimized by supplementing this medium with different concentrations of soybean flour, which were incubated under aerobic and microaerophilic/anaerobic conditions. The highest values of bacteriocin activity (7,367.23 AU/mL) and lactate yield (Ylactate/lactose = 1.39 g/g) were obtained under anaerobic conditions using 10 g/L of soybean flour to supplement cheese whey prehydrolyzed with Flavourzyme during 3 h. Finally, the cell-free supernatant resulted from this cultivation was applied on the surfaces of chicken breast fillets artificially contaminated with Enterococcus faecium 711, showing biopreservative efficiency during 7 days of storage under refrigeration. / Bacteriocinas são peptídeos antimicrobianos sintetizados por diversas bactérias. Em particular, as bacteriocinas produzidas por bactérias ácido-láticas têm recebido crescente destaque devido sua ampla aplicabilidade e também por serem produzidas por microorganismos seguros para o consumo humano. Inúmeros estudos relatam a produção de bacteriocina por diversas bactérias ácido-láticas, bem como a otimização da produção desta biomolécula utilizando fontes alternativas de substrato. Alguns destes estudos apontam o soro de leite/queijo como uma fonte potencial e de baixo custo para o cultivo de bactérias láticas e produção de biocompostos, tais como bacteriocinas. Diversas pesquisas se referem à produção de bacteriocinas, principalmente a nisina. Por outro lado, a produção de bacteriocinas por cepas de Lactobacillus plantarum ainda é limitada. Neste âmbito, o presente trabalho estudou, primeiramente, o crescimento e produção de bacteriocina pela cepa L. plantarum ST16Pa quando cultivada em caldo Man, Rogosa e Sharpe (MRS) com e sem suplementação de inulina sob condições aeradas e sem agitação. Os resultados indicaram que este micro-organismo tem maior crescimento quando cultivado em aerobiose, entretanto, os maiores valores de atividade da bacteriocina produzida foram obtidos em cultivos não agitados. Ainda utilizando MRS para o cultivo desta cepa, investigou-se a estabilidade e partição da bacteriocina em sistema aquoso de duas fases do tipo PEG/NaPA/electrólitos. Após 1 h submetida à temperaturas entre 50 °C e 80 °C e pH entre 3,0 e 8,0, a bacteriocina produzida permaneceu estável. Além disso, o sistema de partição proposto demonstrou ser uma alternativa econômica para recuperação e purificação desta biomolécula. Motivados pela tendência do uso de subprodutos industriais para a produção de biocompostos de alto valor agregado, investigou-se o desempenho do soro de leite/queijo como substrato alternativo para o crescimento de L. plantarum ST16Pa e a consequente produção de biomoléculas antimicrobianas por esta cepa. O estudo foi divido em duas etapas, sendo a primeira desenvolvida utilizando soro de leite em pó suplementado de acordo com o delineamento experimental Plackett & Burman, com 12 ensaios e mais 4 pontos centrais. Embora o delineamento proposto não tenha sido a ferramenta estatística ideal para alcançar a otimização da produção de bacteriocina ST16Pa, através do mesmo foi possível obter uma formulação, a qual gerou maiores halos de inibição quando comparados com resultados prévios reportados por outros autores utilizando a mesma cepa cultivada em soro de queijo. Posteriormente, ainda utilizando L. plantarum ST16Pa, investigou-se a produção de bacteriocina e lactato em soro de queijo fresco previamente hidrolisado por Flavourzyme ou Lactozym. Os cultivos foram otimizado através da suplementação deste meio de cultura com diferentes concentrações de farinha de soja, os quais foram incubados sob condições aeróbicas e microaerofílicas/anaeróbicas. Os maiores valores de atividade da bacteriocina (7367,23 AU/mL) e rendimento de lactato (Ylactate/lactose = 1,39 g/g) foram obtidos sob condições anaeróbicas utilizando 10 g/L de farinha de soja para suplementar o soro de queijo hidrolizado por Flavourzyme durante 3 h. Por fim, o sobrenadante resultante deste cultivo foi aplicado sobre a superfície de filés de peito de frango artificialmente contaminados por Enterococcus faecium 711, demonstrando eficiência como bioconservante durante 7 dias de armazenamento sob refrigeração.
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Biotechnological production and application of antimicrobial biomolecules by Lactobacillus plantarum in milk whey / Produção biotecnológica e aplicação de biomoléculas antimicrobianas por Lactobacillus plantarum cultivado em soro de leiteSabo, Sabrina da Silva 22 September 2017 (has links)
Bacteriocins are antimicrobial peptides ribosomally synthesized by various bacteria. In particular, the bacteriocins produced by lactic acid bacteria have recently received great attention due to their wide applicability and also because they are produced by microorganisms safe for human consumption. There are numerous studies reporting bacteriocin production by different lactic acid bacteria, as well as its optimization by using alternative substrate. Some of these studies point to milk/cheese whey as a potential low-cost source for the cultivation of lactic acid bacteria and the production of biocomposites, such as bacteriocins. Several researches refer to the production of bacteriocins, mainly nisin. On the other hand, the production of bacteriocins by Lactobacillus plantarum strains still limited. In this context, the present work first studied the growth and production of bacteriocin by L. plantarum strain ST16Pa when cultivated in Man, Rogosa and Sharpe (MRS) broth with and without inulin supplementation incubated under shaken and stationary conditions. The results indicated that this strain has higher growth when cultured in aerobiosis; however, the highest bacteriocin activity is obtained in stationary condition. The stability and partitioning of bacteriocin from the fermented MRS broth of L. plantarum ST16Pa in the PEG/NaPA/electrolytes aqueous two-phase systems was also studied. After 1 h in temperatures from 50 °C to 80 °C and pH from 3.0 to 8.0, the produced bacteriocin remained stable. In addition, the proposed partition system has proved to be an economical alternative for the recovery and purification of this biomolecule. Motivated by the trend in use industrial by products aiming the production of high value-added biocomposites, we investigated the performance of milk/cheese whey as alternative substrate for L. plantarum ST16Pa growth and for the production of antimicrobial biomolecules by this strain. For this purpose, the study was divided in two steps, being the first developed using whey powder supplemented according to the Plackett & Burman experimental design, with 12 trials and 4 central points. Although the proposed design was not the ideal statistical tool to optimize the bacteriocin ST16Pa production, through it was possible to obtain a formulation, which resulted in greater inhibition zones when compared with previous date reported by other authors using the same strain cultured in cheese whey. Later, still using L. plantarum strain ST16Pa, we investigated the production of bacteriocin and lactate in fresh cheese whey previously hydrolyzed by Flavourzyme or Lactozym. The cultures were optimized by supplementing this medium with different concentrations of soybean flour, which were incubated under aerobic and microaerophilic/anaerobic conditions. The highest values of bacteriocin activity (7,367.23 AU/mL) and lactate yield (Ylactate/lactose = 1.39 g/g) were obtained under anaerobic conditions using 10 g/L of soybean flour to supplement cheese whey prehydrolyzed with Flavourzyme during 3 h. Finally, the cell-free supernatant resulted from this cultivation was applied on the surfaces of chicken breast fillets artificially contaminated with Enterococcus faecium 711, showing biopreservative efficiency during 7 days of storage under refrigeration. / Bacteriocinas são peptídeos antimicrobianos sintetizados por diversas bactérias. Em particular, as bacteriocinas produzidas por bactérias ácido-láticas têm recebido crescente destaque devido sua ampla aplicabilidade e também por serem produzidas por microorganismos seguros para o consumo humano. Inúmeros estudos relatam a produção de bacteriocina por diversas bactérias ácido-láticas, bem como a otimização da produção desta biomolécula utilizando fontes alternativas de substrato. Alguns destes estudos apontam o soro de leite/queijo como uma fonte potencial e de baixo custo para o cultivo de bactérias láticas e produção de biocompostos, tais como bacteriocinas. Diversas pesquisas se referem à produção de bacteriocinas, principalmente a nisina. Por outro lado, a produção de bacteriocinas por cepas de Lactobacillus plantarum ainda é limitada. Neste âmbito, o presente trabalho estudou, primeiramente, o crescimento e produção de bacteriocina pela cepa L. plantarum ST16Pa quando cultivada em caldo Man, Rogosa e Sharpe (MRS) com e sem suplementação de inulina sob condições aeradas e sem agitação. Os resultados indicaram que este micro-organismo tem maior crescimento quando cultivado em aerobiose, entretanto, os maiores valores de atividade da bacteriocina produzida foram obtidos em cultivos não agitados. Ainda utilizando MRS para o cultivo desta cepa, investigou-se a estabilidade e partição da bacteriocina em sistema aquoso de duas fases do tipo PEG/NaPA/electrólitos. Após 1 h submetida à temperaturas entre 50 °C e 80 °C e pH entre 3,0 e 8,0, a bacteriocina produzida permaneceu estável. Além disso, o sistema de partição proposto demonstrou ser uma alternativa econômica para recuperação e purificação desta biomolécula. Motivados pela tendência do uso de subprodutos industriais para a produção de biocompostos de alto valor agregado, investigou-se o desempenho do soro de leite/queijo como substrato alternativo para o crescimento de L. plantarum ST16Pa e a consequente produção de biomoléculas antimicrobianas por esta cepa. O estudo foi divido em duas etapas, sendo a primeira desenvolvida utilizando soro de leite em pó suplementado de acordo com o delineamento experimental Plackett & Burman, com 12 ensaios e mais 4 pontos centrais. Embora o delineamento proposto não tenha sido a ferramenta estatística ideal para alcançar a otimização da produção de bacteriocina ST16Pa, através do mesmo foi possível obter uma formulação, a qual gerou maiores halos de inibição quando comparados com resultados prévios reportados por outros autores utilizando a mesma cepa cultivada em soro de queijo. Posteriormente, ainda utilizando L. plantarum ST16Pa, investigou-se a produção de bacteriocina e lactato em soro de queijo fresco previamente hidrolisado por Flavourzyme ou Lactozym. Os cultivos foram otimizado através da suplementação deste meio de cultura com diferentes concentrações de farinha de soja, os quais foram incubados sob condições aeróbicas e microaerofílicas/anaeróbicas. Os maiores valores de atividade da bacteriocina (7367,23 AU/mL) e rendimento de lactato (Ylactate/lactose = 1,39 g/g) foram obtidos sob condições anaeróbicas utilizando 10 g/L de farinha de soja para suplementar o soro de queijo hidrolizado por Flavourzyme durante 3 h. Por fim, o sobrenadante resultante deste cultivo foi aplicado sobre a superfície de filés de peito de frango artificialmente contaminados por Enterococcus faecium 711, demonstrando eficiência como bioconservante durante 7 dias de armazenamento sob refrigeração.
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Charakterizace vybraných typů mléčných produktů / Characterisation of chosen types of dairy productsMusilová, Lenka January 2015 (has links)
The aim of this thesis was to design technology of production soft cheese with white mold on the surface in a pilot plant conditions using unpasteurized milk that comes from grazing cows. This way I wanted to be closer to the traditional cheese manufacturing technology, over which today dominates the industrial. Final cheeses were subjected to sensory analysis in order to determine their acceptability for ordinary consumers. Sensory evaluation was carried out by two committees: students and seniors. Between the two committiees were noticeable differences, however, both commissions at the conclusion assessed the cheese as „good”. This evaluation was mainly based on lower ratings of taste (flavor) of the samples, which were quite strong and unusual for Czech consumers.
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Produtores, consumidores e valorização de produtos tradicionais : um estudo sobre qualidade de alimentos a partir do caso do queijo serrano dos Campos de Cima da Serra – RSCruz, Fabiana Thomé da January 2012 (has links)
O tema da valorização de alimentos tradicionais e artesanais tem recebido redobrada atenção no momento atual, em que, por um lado, há crescente demanda de consumidores por alimentos naturais, artesanais, diferenciados e, por outro lado e ao mesmo tempo, realiza-se discussão significativa no que tange a critérios de produção e avaliação desses produtos que, dadas as especificidades, têm suas características comprometidas se avaliados de acordo com os mesmos critérios que regem a produção industrial de alimentos. É nesse contexto que a presente pesquisa está inserida. Para o desenvolvimento da pesquisa, foi tomado como objeto de estudo o Queijo Serrano, queijo tradicional feito artesanalmente a partir de leite cru nos Campos de Cima da Serra, região nordeste do Rio Grande do Sul. Os dados empíricos foram obtidos a partir de pesquisa etnográfica, que priorizou especialmente produtores e consumidores como interlocutores, mas também técnicos e comerciantes de queijo. A análise dos dados obtidos proporcionou elementos para discutir a relação entre os modos de vida dos produtores e a produção de queijo, para apreender as práticas, significados e lógicas associadas à produção, bem como aos utensílios empregados e ao próprio uso de leite cru para a elaboração do produto. No que diz respeito ao consumo de Queijo Serrano, o estudo discute as percepções de risco dos moradores da região em relação ao produto e, ainda, as relações por meio das quais os queijos são comercializados, costumeiramente fundamentadas na reputação dos produtores e em relações de proximidade. Mudanças em curso na região têm, com maior ou menor intensidade, resultado em alterações nos modos de produção, o que pode até mesmo afetar a manutenção de características que conferem singularidade ao Queijo Serrano. Evidenciando a relevância da legitimação de conhecimentos empregados na produção tradicional de alimentos, este estudo busca contribuir para a valorização e proteção desse tipo de produção, associada não apenas à manutenção da renda como também à salvaguarda dos modos de produzir esses alimentos e dos modos de vida das famílias produtoras. / The debate on the valorisation of traditional and artisanal food has been receiving increased attention recently. While there is growing consumer demand for natural, artisanal and unique foods, simultaneously, there is a significant discussion about the criteria used to assess these products which, given their singularity, can compromise their features if they are evaluated according to the same criteria which regulate industrial food production This research was conducted taking into account this context. For the development of this study, Serrano Cheese was taken as the object of research; this is a handmade traditional cheese made from raw milk and produced in Campos de Cima da Serra, a region located in the northeast area of Rio Grande do Sul, the southernmost state of Brazil. Empirical data were obtained from ethnographic research which prioritised information especially from producers and consumers but also from technicians and cheese sellers. The data analysis provided elements to discuss the relationship between producers’ lifestyles and cheese production; and to capture the practices, meanings and logics associated with the production and with the equipment, the tools and the raw milk employed in the production of the cheese. Regarding the consumption of Serrano Cheese, the study discusses the risk perceptions of local inhabitants in relation to the product, and the channels through which the cheeses are sold, usually based on the reputation of the producers and on close relationships. Changes in progress in the region, to varying degrees, have been resulting in alterations in the production methods, which can even affect the maintenance of those characteristics which make Serrano Cheese unique. By evidencing the significance of the knowledge legitimation employed in traditional food production, this study aims to contribute towards the enhancement and protection of this sort of production, which in turn is associated not only with the income maintenance but also with the safeguarding of the production methods and the lifestyle of producer families.
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Produtores, consumidores e valorização de produtos tradicionais : um estudo sobre qualidade de alimentos a partir do caso do queijo serrano dos Campos de Cima da Serra – RSCruz, Fabiana Thomé da January 2012 (has links)
O tema da valorização de alimentos tradicionais e artesanais tem recebido redobrada atenção no momento atual, em que, por um lado, há crescente demanda de consumidores por alimentos naturais, artesanais, diferenciados e, por outro lado e ao mesmo tempo, realiza-se discussão significativa no que tange a critérios de produção e avaliação desses produtos que, dadas as especificidades, têm suas características comprometidas se avaliados de acordo com os mesmos critérios que regem a produção industrial de alimentos. É nesse contexto que a presente pesquisa está inserida. Para o desenvolvimento da pesquisa, foi tomado como objeto de estudo o Queijo Serrano, queijo tradicional feito artesanalmente a partir de leite cru nos Campos de Cima da Serra, região nordeste do Rio Grande do Sul. Os dados empíricos foram obtidos a partir de pesquisa etnográfica, que priorizou especialmente produtores e consumidores como interlocutores, mas também técnicos e comerciantes de queijo. A análise dos dados obtidos proporcionou elementos para discutir a relação entre os modos de vida dos produtores e a produção de queijo, para apreender as práticas, significados e lógicas associadas à produção, bem como aos utensílios empregados e ao próprio uso de leite cru para a elaboração do produto. No que diz respeito ao consumo de Queijo Serrano, o estudo discute as percepções de risco dos moradores da região em relação ao produto e, ainda, as relações por meio das quais os queijos são comercializados, costumeiramente fundamentadas na reputação dos produtores e em relações de proximidade. Mudanças em curso na região têm, com maior ou menor intensidade, resultado em alterações nos modos de produção, o que pode até mesmo afetar a manutenção de características que conferem singularidade ao Queijo Serrano. Evidenciando a relevância da legitimação de conhecimentos empregados na produção tradicional de alimentos, este estudo busca contribuir para a valorização e proteção desse tipo de produção, associada não apenas à manutenção da renda como também à salvaguarda dos modos de produzir esses alimentos e dos modos de vida das famílias produtoras. / The debate on the valorisation of traditional and artisanal food has been receiving increased attention recently. While there is growing consumer demand for natural, artisanal and unique foods, simultaneously, there is a significant discussion about the criteria used to assess these products which, given their singularity, can compromise their features if they are evaluated according to the same criteria which regulate industrial food production This research was conducted taking into account this context. For the development of this study, Serrano Cheese was taken as the object of research; this is a handmade traditional cheese made from raw milk and produced in Campos de Cima da Serra, a region located in the northeast area of Rio Grande do Sul, the southernmost state of Brazil. Empirical data were obtained from ethnographic research which prioritised information especially from producers and consumers but also from technicians and cheese sellers. The data analysis provided elements to discuss the relationship between producers’ lifestyles and cheese production; and to capture the practices, meanings and logics associated with the production and with the equipment, the tools and the raw milk employed in the production of the cheese. Regarding the consumption of Serrano Cheese, the study discusses the risk perceptions of local inhabitants in relation to the product, and the channels through which the cheeses are sold, usually based on the reputation of the producers and on close relationships. Changes in progress in the region, to varying degrees, have been resulting in alterations in the production methods, which can even affect the maintenance of those characteristics which make Serrano Cheese unique. By evidencing the significance of the knowledge legitimation employed in traditional food production, this study aims to contribute towards the enhancement and protection of this sort of production, which in turn is associated not only with the income maintenance but also with the safeguarding of the production methods and the lifestyle of producer families.
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Produtores, consumidores e valorização de produtos tradicionais : um estudo sobre qualidade de alimentos a partir do caso do queijo serrano dos Campos de Cima da Serra – RSCruz, Fabiana Thomé da January 2012 (has links)
O tema da valorização de alimentos tradicionais e artesanais tem recebido redobrada atenção no momento atual, em que, por um lado, há crescente demanda de consumidores por alimentos naturais, artesanais, diferenciados e, por outro lado e ao mesmo tempo, realiza-se discussão significativa no que tange a critérios de produção e avaliação desses produtos que, dadas as especificidades, têm suas características comprometidas se avaliados de acordo com os mesmos critérios que regem a produção industrial de alimentos. É nesse contexto que a presente pesquisa está inserida. Para o desenvolvimento da pesquisa, foi tomado como objeto de estudo o Queijo Serrano, queijo tradicional feito artesanalmente a partir de leite cru nos Campos de Cima da Serra, região nordeste do Rio Grande do Sul. Os dados empíricos foram obtidos a partir de pesquisa etnográfica, que priorizou especialmente produtores e consumidores como interlocutores, mas também técnicos e comerciantes de queijo. A análise dos dados obtidos proporcionou elementos para discutir a relação entre os modos de vida dos produtores e a produção de queijo, para apreender as práticas, significados e lógicas associadas à produção, bem como aos utensílios empregados e ao próprio uso de leite cru para a elaboração do produto. No que diz respeito ao consumo de Queijo Serrano, o estudo discute as percepções de risco dos moradores da região em relação ao produto e, ainda, as relações por meio das quais os queijos são comercializados, costumeiramente fundamentadas na reputação dos produtores e em relações de proximidade. Mudanças em curso na região têm, com maior ou menor intensidade, resultado em alterações nos modos de produção, o que pode até mesmo afetar a manutenção de características que conferem singularidade ao Queijo Serrano. Evidenciando a relevância da legitimação de conhecimentos empregados na produção tradicional de alimentos, este estudo busca contribuir para a valorização e proteção desse tipo de produção, associada não apenas à manutenção da renda como também à salvaguarda dos modos de produzir esses alimentos e dos modos de vida das famílias produtoras. / The debate on the valorisation of traditional and artisanal food has been receiving increased attention recently. While there is growing consumer demand for natural, artisanal and unique foods, simultaneously, there is a significant discussion about the criteria used to assess these products which, given their singularity, can compromise their features if they are evaluated according to the same criteria which regulate industrial food production This research was conducted taking into account this context. For the development of this study, Serrano Cheese was taken as the object of research; this is a handmade traditional cheese made from raw milk and produced in Campos de Cima da Serra, a region located in the northeast area of Rio Grande do Sul, the southernmost state of Brazil. Empirical data were obtained from ethnographic research which prioritised information especially from producers and consumers but also from technicians and cheese sellers. The data analysis provided elements to discuss the relationship between producers’ lifestyles and cheese production; and to capture the practices, meanings and logics associated with the production and with the equipment, the tools and the raw milk employed in the production of the cheese. Regarding the consumption of Serrano Cheese, the study discusses the risk perceptions of local inhabitants in relation to the product, and the channels through which the cheeses are sold, usually based on the reputation of the producers and on close relationships. Changes in progress in the region, to varying degrees, have been resulting in alterations in the production methods, which can even affect the maintenance of those characteristics which make Serrano Cheese unique. By evidencing the significance of the knowledge legitimation employed in traditional food production, this study aims to contribute towards the enhancement and protection of this sort of production, which in turn is associated not only with the income maintenance but also with the safeguarding of the production methods and the lifestyle of producer families.
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