CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / In this thesis work, bioactive edible films were produced by using a galactomannan-starch-nisi blend. The galactomannan from the endosperm of seeds of Adenanthera pavonina was extracted and the fine structure of the gum endospermic was studied by NMR techniques. The reason M / G (= 1.46) was determined and its structure is in agreement with those reported in the literature for galactomannans. Study of IR data supported the NMR data obtained in this work. This galactomannan showed rheological behavior typical of seed gums. Gelatinized corn starch was used to produce blends with the galactomannans. In rheological tests, the force applied to the flow curves to the dispersion of gelatinized corn starch and mixtures of starch-galactomannan did not adequately characterize these polymer systems in solution. The oscillatory tests, in turn, were more sensitive to detect differences between the different systems evaluated allowing for a more appropriate characterization. The construction of the sorption isotherms was an interesting approach to characterize edible films produced from blends of systems of polysaccharides and starch-galactomannan-nisin blend. Significant differences were detected in these films and have to relate the behavior of water to the structural arrangement of various edible films produced. The humidity was as dependent on key parameters measured in films such as temperature and content of glycerol. The hysteresis phenomenon was shown to the edible films of starch galactomannan blend. Finally, the mathematical model of sorption described by the G.A.B. equation is suggested as one that best represents the data obtained in experimental conditions tested here. Thermal stability curves obtained by DSC for galactomannan and edible films which produced without and with the antimicrobial agent nisin, led to associate the data with those obtained by aw,corroborating, in thecase of the film containing nisin, the antimicrobial contributes to an increased hydration of the edible film. The presence of nisin in edible films produced with the starchgalactomannan blend and glycerol reduced the growth of L. monocitogenes, reducing the number of colony-forming units and acting as a barrier to contamination. The study of action of nisin through the test of the inhibition zone and the bioassay enabled characterization of the edible films through the using of good techniques. Finally, more studies should be conducted to determine whether additional changes in the composition or the structure of the films could modify the antimicrobial activity due to inactivation of nisin or altering its release / Neste trabalho de Tese, filmes comestÃveis bioativos foram produzidos a partir da blenda galactomanana-amido-nisina. A galactomanana do endosperma de sementes de Adenanthera pavonina foi extraÃda e sua estrutura fina foi estudada atravÃs de tÃcnicas de RMN. Sua razÃo M/G (=1,46) determinada e sua estrutura estÃo de acordo com o que foi relatado na literatura para galactomananas. Estudo de IR corroboram os dados de RMN obtidos nesse trabalho. Essa galactomanana apresentou comportamento reolÃgico tÃpico de gomas de sementes. Amido de milho gelatinizado foi empregado para produzir blendas com a galactomanana. Nos testes reolÃgicos, o esforÃo aplicado para curvas de escoamento da dispersÃo de amido de milho gelatinizado e das misturas de galactomanana-amido nÃo permitiu caracterizar adequadamente esses sistemas de polÃmeros em soluÃÃo. Os ensaios oscilatÃrios, por sua vez, foram mais sensÃveis para detectar as diferenÃas entre os distintos sistemas avaliados permitindo uma caracterizaÃÃo de maneira mais adequada. A construÃÃo de isotermas de sorÃÃo foi numa abordagem interessante para caracterizar filmes comestÃveis produzidos a partir dos sistemas de blendas de polissacarÃdeos e do complexo galactomanana-amido-nisina. DiferenÃas significativas foram detectadas nesses filmes e permitiram relacionar o comportamento da Ãgua ao arranjo estrutural dos diferentes filmes comestÃveis produzidos. A umidade foi observada como dependente de importantes parÃmetros avaliados nos filmes, tais como a temperatura e o conteÃdo de glicerol. O fenÃmeno da histerese foi evidenciado para os filmes comestÃveis da blenda galactomanana-amido. Finalmente, o modelo matemÃtico de sorÃÃo descrito pela equaÃÃo G.A.B. à sugerido como aquele que melhor representa os dados obtidos nas condiÃÃes experimentais testadas aqui. As curvas de estabilidade tÃrmica obtidas por DSCl para a galactomanana e os filmes comestÃveis, produzidos sem o antimicrobiano e contendo a nisina, permitiram associar os dados de DSC aos obtidos pelas medias de aw, corroborando, no caso do filme contendo nisina, que o antimicrobiano contribui para uma maior hidrataÃÃo do filme comestÃvel. A presenÃa de nisina nos filmes comestÃveis produzidos com a blenda galactomanana-amido e glicerol reduziu o crescimento de L. monocitogenes, diminuindo o nÃmero de unidades formadoras de colÃnias e atuando como barreira para a contaminaÃÃo. O estudo da aÃÃo da nisina atravÃs do teste do halo de inibiÃÃo e do bioensaio permitiu caracterizar os filmes comestÃveis atravÃs do uso de tÃcnicas satisfatÃrias. Finalmente, mais estudos devem ser conduzidos a fim de determinar se mudanÃas adicionais na composiÃÃo ou na estrutura dos filmes poderiam modificar a atividade antimicrobiana devido à inativaÃÃo da nisina ou alterando sua liberaÃÃo

Staphylococcus spp. é uma das principais causas da mastite bovina, onde o uso de antimicrobianos tem sido comprometido por mecanismos de resistência bacteriana e geração de resíduos que alteram a qualidade e segurança alimentar do leite e derivados. Foi avaliada a atividade in vitro da nisina (NS), do brometo de dioctadecildimetilamônio (DDA) e do complexo NS/DDA contra Staphylococcus spp. resistentes isolados de mastite bovina. A CBM50 da nisina e DDA foi 50 e 4μg/mL, respectivamente, enquanto que a CBM50 do complexo NS/DDA foi 3/2μg/mL, com efeito parcialmente sinérgico. O estudo de time-kill revelou redução de 3 log10 UFC/mL após uma hora de interação entre NS/DDA e a bactéria. A microscopia de fluorescência confirmou uma perda da viabilidade após 6 horas de interação. A interação NS/DDA resultou na formação de nanopartículas (148,5 nm) catiônicas (+8,84 mV) cuja interação com a superfície bacteriana negativa (-27,32 mV) resultou em ação bactericida. NS/DDA pode ser uma alternativa promissora contra Staphylococcus spp. resistentes isolados de mastite bovina. / Staphylococcus spp. is a major cause of bovine mastitis, where the use of antimicrobials has been compromised by bacterial resistance mechanisms and waste generation that change the food quality and safety of milk and dairy products. The in vitro activity antibacterial was evaluated of the nisin (NS), of the dioctadecyldimethylammonium bromide (DDA) and of the NS/DDA complex against drug-resistant Staphylococcus spp. isolated from bovine mastitis. The CBM50 of nisin and DDA were 50 and 4μg/ml, respectively, while the CBM50 NS/DDA complex was 3/2mg/mL, with partially synergistic effect. The time-kill study showed reduction of 3log10 CFU/mL after an hour of interaction between NS/DDA and bacteria. Fluorescence microscopy confirmed a loss of viability after 6h of interaction. NS/DDA interaction resulted in formation of nanoparticles (148.5 nm) cationic (+8.84 mV) which interact with negative bacterial surface (-27.32 mV) resulted in bactericidal activity. NS/DDA may be a promising alternative against drug-resistant Staphylococcus spp. isolated from bovine mastitis.

Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T11:48:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LueraPena_WilmerEdgard_D.pdf: 1783533 bytes, checksum: 59fcd5288937a1e607c7124e74e4aef5 (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos

Listeria monocytogenes é o agente causal da listeriose, uma doença que pode atingir mulheres grávidas (e seus fetos), crianças, idosos e indivíduos com o sistema imunológico comprometido, A listeriose representa a maioria dos casos de morte decorrente de toxinfecções alimentares. Os alimentos são reconhecidos como fontes primárias da transmissão desta bactéria para o homem e L. monocytogenes já foi isolada de uma grande variedade de alimentos. Superfícies de equipamentos utilizados na produção de alimentos também podem estar contaminadas com este patógeno. Falhas em procedimentos de higienização podem deixar resíduos nos equipamentos de processamento de alimentos e L. monocytogenes pode se aderir a superfícies abióticas e iniciar sua multiplicação, dando origem a biofilmes. A interação com bactérias de outras espécies pode influenciar na forma formação de biofilmes por L. monocytogenes, constituindo um aspecto importante de estudo para auxiliar no controle da contaminação de alimentos por esta bactéria. Leuconostoc mesenteroides é uma bactéria lática normalmente encontrada em alimentos e algumas cepas podem interferir na multiplicação de L. monocytogenes pela produção de bacteriocinas com atividade antilisterial. Os biofilmes representam uma preocupação para indústria de alimentos, pois geralmente os microorganismos aderidos apresentam maior capacidade de resistir a tratamentos antimicrobianos. Neste trabalho, foram coletadas 30 amostras de presunto cozido fatiado, 30 de mussarela fatiada e 30 de superfícies de equipamentos de fatiar alimentos, em estabelecimentos do comércio varejista de Ribeirão Preto SP. As amostras forma avaliadas quanto à presença ou ausência de L. monocytogenes e também foi estudada a capacidade dos isolados em formar biofilmes em cultura pura e em testes de co-cultura. O sanitizante ácido peracético e a bacteriocina nisina foram testados para controlar a formação de biofilme por L. monocytogenes. Os resultados obtidos mostram que os isolados de L. monocytogenes formaram biofilme em superfície de aço inoxidável quando cultivados isoladamente ou em testes de co-cultura com L.mesenteroides. O tratamento da lâmina com ácido peracético inativou todas as células presentes no biofilme. Nas condições utilizadas, nisina não apresentou atividade contra L.monocytogenes em biofilmes. / Listeria monocytogenes is the causal agent of listeriosis, an infection that targets mainly pregnant women (and their fetuses), children, the elderly and immunocompromised individuals. Listeriosis represents the majority of fatal cases of foodborne diseases. Foods are recognized as primary sources of transmission of this bacterium to man and L. monocytogenes has been isolated from of a great variety of foods. Surfaces of equipments used in the production of foods can harbour L. monocytogenes. Failures in sanitization procedures can leave food residues adhered to equipments of food processing and L. monocytogenes can attach to abiotic surfaces, multiply and form biofilms. Interactions among bacteria of diverse species may influence biofilm formation by L. monocytogenes and this is an important issue to be studied to improve food safety. Leuconostoc mesenteroides is a lactic bacterium usually found in foods and some strains can interfere with the multiplication of L. monocytogenes by production of bacteriocins with antilisterial activity. Biofilms represent a special concern to the food industry, because adhered microorganism are generally more resistant to antimicrobial treatments. In this work, we collected 30 samples of sliced cooked ham, 30 of sliced mozzarella cheese and 30 of surfaces of food processing equipments, in the retail market of the city of Ribeirão Preto - SP. The samples were studied for presence or absence of L. monocytogenes. The ability of the isolates to form biofilms was also studied, in pure and in co-culture tests. The sanitizer peracetic acid and the bacteriocin nisin were tested to control biofilm formation by L. monocytogenes. L. monocytogenes formed biofilm on stainless steel coupons when cultivated alone or in co-culture with L. mesenteroides. The treatment of stainless steel coupons with peracetic acid inactivated the cells of the biofilm. Under the experimental conditions tested nisin did not present activity against L. monocytogenes in biofilms.

This work was focused on the preparation of model stabilized phospholipid membranes formed on porous polycarbonate carrier. 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholin was used for their formation in hydrophilic pores of polycarbonate carrier. For characterization of the formation of phospholipid layers, their changes and a study of transport processes, electrochemical impedance spectroscopy and voltammetry were used. Transport of cadmium and copper ions was studied in the presence and in the absence of ionophore calcimycin which was incorporated into the formed of phospholipid membrane. Because these ions are often bound in complexes with various substances, such as low molecular weight organic acids (LMWOAs), this work was also focused on the transport of copper and cadmium ions across the model phospholipid membranes in the presence of malic acid, citric acid and oxalic acid at different pH. Besides the use of ionophore, some pilot experiments were performed to realize the transfer of copper ions using two peptides, nisin and transportan 10. Formation of phospholipid membranes and the transport processes were characterized by two proposed electric equivalent circuits which correspond to the covered and to the uncovered polycarbobate carrier. Keywords: Phospholipids, Membranes, Ionophore, Peptid....

Após a constatação da escassez de estudos realizados com vegetais crus na busca por novas estirpes de bactérias láticas (BAL) produtoras de bacteriocinas e diante do potencial tecnológico da aplicação destas cepas tanto como agentes de conservação em alimento, bem como cultura probiótica em alimentos funcionais, este estudo objetivou isolar e identificar cepas de bactérias láticas potencialmente bacteriocinogênicas de amostras de rúcula obtidas no comércio local de São Paulo, SP - Brasil, identificar e caracterizar as bacteriocinas produzidas pelos isolados e avaliar o potencial probiótico dos isolados testando sua sobrevivência no modelo dinâmico do trato gastrointestinal TNO gastro-Intestinal Model - TIM-1 disponível no TNO (The Netherlands Organization for Applied Scientific Research) divisão Quality of Life (Zeist, Holanda). A produção de bacteriocinas neste modelo também foi avaliada, comparando-se com L. sakei 2a, também produtora de bacteriocinas e ainda avaliou-se a interferência na viabilidade de E. faecium LMA1. A cepa Lactococcus lactis subsp. lactis MK02R de rúcula produziu uma bacteriocina sensível à enzimas proteolíticas, termoestável e não influenciada pelo pH, sendo capaz de inibir Enterococcus faecium, Lactobacillus sakei, Listeria innocua, Lactobacillus delbrueckii e Listeria Monocytogenes de diferentes grupos sorológicos. Os ensaios genéticos utilizando primers Nisf e Nisr confirmaram que a bacteriocina MK02R é uma nisina, apresentando uma alteração dos aminoácidos no peptídeo líder em relação às nisinas A, Z, Q, F e U, porém com a estrutura do peptídeo maduro idêntica ao da nisina F. Estes resultados foram confirmados por espectrometria de massas de amostras purificadas por HPLC. L. lactis MK02R resistiu à passagem no modelo dinâmico TIM-1, apresentando uma alta capacidade de sobreviver nas condições simuladas do trato gastrointestinal humano. Entretanto, não foi capaz de causar a redução no número de E. faecium LMA1. Em contrapartida, L. sakei 2a, mesmo apresentando uma sobrevivência menor, foi capaz de causar uma redução de 70% na população de E. faecium LMA1 no ambiente simulado do TGI. Não foi detectada atividade residual da ação antimicrobiana das bacteriocinas produzidas por L. lactis MK02R ou L. sakei 2a após a passagem pelo modelo dinâmico TIM-1. Estes resultados evidenciam a possível aplicação de L. lactis MK02R como um agente de controle biológico na conservação de alimentos e também como uma cultura potencialmente probiótica. / Given the scarcity of studies performed with raw vegetables addressing the search for new bacteriocinogenic strains of lactic acid bacteria (LAB) and considering the technological application of these strains as food preservatives and probiotic cultures in functional foods, this study was aimed at isolation and identification of bacteriocinogenic LAB strains from samples of rocket salad obtained in the local market of São Paulo, SP - Brazil, subsequent characterization of the bacteriocins produced by these LABs and evaluation of their probiotic potential by testing their survival in the dynamic gastrointestinal model TNO gastro- Intestinal-Model - TIM-1, available at the TNO (Netherlands Organization for Applied Scientific Research) Quality of Life division (Zeist, Netherlands). The studies in the TIM-1 model were also done with another bacteriocinogenic strain L. sakei 2a for comparison, evaluating their interference on the viability of E. faecium LMA1. The bacteriocin produced by strain Lactococcus lactis subsp. lactis MK02R isolated from rocket salad was sensitive to proteolytic enzymes, heat-stable and not influenced by the pH. The bacteriocin inhibited the growth of Enterococcus faecium, Lactobacillus sakei, Listeria innocua, Lactobacillus delbrueckii the primers Nisf and Nisr indicated that the bacteriocin produced by the strain MK02R is a nisin, with a change in the amino acid sequence of the leader peptide when compared to nisin A, Z, Q, U and F, but with the structure of the mature peptide homologous to that of nisin F. These results were confirmed by mass spectrometry of purified samples obtained by HPLC. L. lactis MK02R withstood the test in the dynamic model TIM-1, presenting capability to survive in the simulated conditions of the human gastrointestinal tract. However, the strain was not able to cause a reduction in the number of E. faecium LMA1. On the other hand, L. sakei 2a, even presenting lower survival, was able to cause 70% reduction in the population of E. faecium LMA1 in the gut simulated environment. No residual antimicrobial activity of bacteriocin produced by L. lactis MK02R or L. sakei 2a was detected after the transit through the dynamic model TIM-1. These results demonstrate the possible application of L. lactis MK02R both as a biocontrol agent in food preservation and as a potentially probiotic culture.

Listeria monocytogenes é conhecida como um importante patógeno causador de doenças transmitidas por alimentos na última década. Apesar do número de casos por ano ser relativamente baixo, a infecção pode ser grave, com mortalidades acima de 30%. Pesquisas realizadas no Brasil relataram uma incidência de 32% em amostras de produtos cárneos, e o microrganismo foi encontrado em 80% das amostras lingüiças frescal de carne suína. Apesar dos recentes avanços nas tecnologias de controle de patógenos em alimentos, os consumidores têm procurado alimentos \"naturais\", isto é, submetidos a tratamentos menos agressivos e isentos de conservadores químicos. Antimicrobianos naturais são uma opção interessante, mas sua aplicação requer uma melhor compreensão de sua funcionalidade nos alimentos. Os óleos essenciais e seus compostos fenólicos estão se tornando agentes antimicrobianos naturais bastante populares, assim como a nisina, uma bacteriocina produzida por Lactococcus lactis subsp. lactis. Esta pesquisa foi desenvolvida para avaliar o efeito de óleo essencial de orégano (O.E.O.) e de nisina, individualmente ou em combinação, na inibição da multiplicação de Listeria monocytogenes Scott A in vitro (meio de cultura) e in situ -(lingüiça frescal suína). A atividade inibitória foi testada pela metodologia de difusão em poços, e os halos de inibição foram medidos 24 horas após a incubação à 37ºC. Foram testadas as concentrações 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4% e 0,5% (v/v) de O.E.O. e 0, 100, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 e 2000 ppm de nisina. Quando o óleo essencial foi usado em combinação com a nisina foi observado um efeito sinérgico na inibição de L. monocytogenes. As concentrações que apresentaram o maior efeito contra o patógeno nos testes in vitro, ou seja 0,5% (v/v) O.E.O. com 200 ppm de nisina, foram utilizadas nos experimentos com três formulações diferentes lingüiça frescal, contendo pernil de porco, sal (2%), nitrito (0,015%), condimentos, emulsificantes e antioxidantes, experimentalmente contaminadas com L. monocytogenes Scott A (106 UFC/g). A multiplicação do patógeno foi monitorada no produto refrigerado a 5oC por até 10 dias, através da contagem em placas. Controles sem antimicrobianos também foram estudados. Os resultados indicaram que o O.E.O., usado isoladamente, não conferiu proteção ao alimento. A nisina causou uma redução de 2 log imediatamente após o contato com o microrganismo, mas durante o armazenamento, as células sobreviventes apresentaram a mesma taxa de multiplicação que na lingüiça controle (??0,05), mantendo as contagens 2 log inferiores as do controle por até 9 dias. Quando os dois antimicrobianos foram usados em combinação, a redução imediata após o contato foi de 4 log, e, quando comparado ao controle, a taxa de multiplicação durante o armazenamento a 5oC foi significativamente mais altas que no controle (??0,05). Entretanto, as amostras de lingüiça contendo esses antimicrobianos nas concentrações testadas não foram aprovadas nos testes sensoriais de aceitação (??0,05). Esses resultados indicam que a combinação desses antimicrobianos pode ser utilizada como uma barreira adicional para a multiplicação de L.monocytogenes em lingüiça frescal suína, mas os atributos sensoriais que conferem ao produto podem limitar sua aplicação. / Listeria monocytogenes has been recognized as an important foodborne pathogen for the past decade. Although the number of cases per annum is relatively low, the infections can be acute, with mortality up to 30%. In Brazil, some works reported that 32% of dairy meat products were contaminated with L. monocytogenes, and this organism was found in 80% of fresh pork sausage. In spite of modern improvements in food production techniques, the consumers are seeking for \"natural\" food products, i.e., not submitted to aggressive treatments or added of chemical preservatives. Natural antimicrobials are a promising option, but their application requires a better understanding of their functionality in foods. Naturally occurring antimicrobial agents, such as essential oils and their phenolic components, are becoming increasingly popular as preservation agents. Other compound with increased application in foods is nisin, a bacteriocin produced by Lactococcus lactis subsp. lactis. This study aimed to evaluate the antimicrobial effect of oregano essential oil (O.E.O.) and nisin, individually or in combination, on the inhibition of growth of Listeria monocytogenes Scott A in vitro (agar culture medium) and in situ (fresh pork sausage). The inhibitory activity was tested by the well diffusion method, measuring the inhibition halos after 24hours incubation at 37ºC. The concentrations tested were 0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4%, 0.5% (v/v) for OEO and 0, 100, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 and 2000 ppm for nisin. When the essential oil was used in combination with nisin, a synergistic effect was observed for L. monocytogenes, i.e., the oil enhanced the activity of the bacteriocin. The combination 0.5% (v/v) O.E.O. with 200 ppm nisin presented the best results and was used to test the functionality in fresh pork sausage prepared with three different formulations, containing deboned minced pork meat, 2% salt and 0.015% nitrite, plus spices, emulsifier and antioxidant, and experimentally contaminated with L. monocytogenes Scott A (106 CFU/g). The growth of the pathogen was monitored in the refrigerated product (5oC) up to 10 days, by means of plate counting. Controls without antimicrobials were included in the experiments. Results indicated that O.E.O., used alone, was not effective. Nisin alone caused a 2-log reduction immediately after contact, but during storage the surviving cells presented the same multiplication rate as in the control (? ? 0.5), keeping the counts 2 log lower up to 9 days. When used in combination, the two antimicrobials caused a 4-log count reduction immediately after addition and, when compared to the control, the multiplication rate of the surviving cells during storage under refrigeration up to 10 days was significantly higher (? ? 0.5). However, samples containing these antimicrobials in the tested concentrations failed the sensorial acceptance tests (? ? 0.5). These results indicate that the combination of these antimicrobials can be an additional hurdle for the control of L. monocytogenes in fresh pork sausages, but the final sensorial attributes of the product may hamper their application.

O peptídeo antimicrobiano retratado neste trabalho é a nisina, produzido pela bactéria Lactococcus lactis subsp. lactis, um peptídeo estruturalmente composto por 34 aminoácidos, mostra um vasto espectro de atividade inibitória em microrganismos Gram-positivos, Gram-negatios e esporo formadores. O objetivo deste trabalho foi produzir a nisina a partir de células de Lactococcus lactis utilizando soro de leite e leite desnatado como meio de cultivo. Para tanto as células de L. lactis foram desenvolvidas em agitador rotacional (30°C/36 h/100 rpm) e a atividade de nisina, os parâmetros de crescimento e os componentes do meio de cultivo foram analisados. Em leite desnatado, contendo 2,27 9 de sólidos totais, a atividade de nisina foi 20077,05 AU.mL-1 sendo 3 vezes maior em relação ao leite desnatado com 4,54 9 sólidos totais, 8739,77 AU.mL-1 ; e foi 73 vezes maior em relação ao leite desnatado com 1,14 9 sólidos totais, 273,21 AU.mL-1. Osoro de leite utilizado foi doado por uma indústria de lacticínios, em laboratório parte do soro foi tratada de duas formas: (i) filtrado e (ii) esterilizado, e ambos foram utilizados para cultivo das células produtoras de nisina em agitador rotacional 30°C/36 h/100 rpm. Os resultados mostraram que o meio de cultivo composto por soro de leite não filtrado forneceu uma adaptação ao L. lactis, sendo a concentração de nisina obtida 1628 vezes maior que do soro de leite filtrado, 11120,13 e 6,83 mg.L-1 respectivamente. Em relação à atividade de nisina contra Gram-negativos, aumentou-se o efeito bactericida quando adicionada ao EDTA. O comportamento da nisina no sistema micelar de duas fases aquosas foi investigado experimentalmente, demonstrando que a biomolécula alvo pode ser extraída tanto do meio fermentado complexo quanto daslmpurezas presentes na nisina comercial. Nos testes com o sistema micelar de duas fases aquosas, a nisina particionou, preferencialmente, para a fase rica em micelas (coeficiente de partição (KNis) maior que 1,5), ocorrendo um aumento de 1 ciclo logaritimo na concentração inicial de nisina comercial (105 AU, no sistema). Este trabalho reúne os estudos desenvolvidos onde o principal objetivo foi a obtenção da nisina através de meios- de cultivo alternativos, além de sua aplicação e purificação. / Nisin is a natural antimicrobial peptide used as food preservative produced by Lactococcus lactis, that inhibits the outgrowth of spores, the growth of a variety of Gram-positive and Gram-negative bacteria. Applications of this bacteriocin include dental care products pharmaceutical products such as stomach ulcers and colon infection treatment and potencial birth control. This study aims to evaluate growth conditions for L. lactis as well as the effect in nisin production when utilizing milk whey and skimmed milk. Lactococcus lactis ATCC 11454 was developed in a rotatory shaker (30°C/36 h/100 rpm) in diluted skimmed milk and nisin expression, growth parameters and media components were also studied. Nisin expression in skimmed milk 2.27 9 total solids (20077.05 AU.mL-1) was up to 3-fold higher than transfers in skimmed milk 4.54 9 total solids (8739.77 AU.mL-1) and was up to 85-fold higher than transfers in skimmed milk 1.14 9 total solids (273.21 AU.mL-1). Milk whey, abyproduct from dairy industries, was utilized in two different ways (i) without filtration, autoclaved at 121°C for 30 min and (ii) filtrated (1.20 µm and 0.22 µm membrane filter), L. lactis was developed in a rotary shaker (30°C/36 h/100 rpm) and these cultures were transferred five times using 5 mL aliquots of broth culture for each new volume of the respective media. The results showed that culture media composed by milk whey without filtration was better for L. lactis in its adaptation than milk whey without filtration. Nisin titers, in milk whey without filtration, was 11120.13 mg.L-1 in 2nd transfer, and Up to 1628-fold higher than the filtrated milk whey, 6.83 mg.L-1 in 1st transfer. Nisin activity was assayed by the agar diffusion method using Lactobacillus sakei ATCC 15521 and a recombinant Escherichia coli DH5α expressing the recombinant green fluorescent protein (GFPuv) as the nisin-susceptible test organisms. Combining EDTA with nisin increased the bactericidal effect of nisin upon the bacteria examined. A potentially scalable and cost-effective way to purify commercial and biosynthesized in bioreactor nisin, including simultaneously removal of impurities and contaminants, increasing nisin activity, was studied (two phase micellar system). Results indicated that nisin partitions preferentially to the micelle richphase, despite the surfactant concentration tested, and its antimicrobial activity increases. Biological processing of byproducts (milk whey) can be considered one profitable alternative, generating highvalued bioproducts.

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

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