Intoxicações alimentares são uma das causas mais significativas de mortalidade em países desenvolvidos e em desenvolvimento, sendo as contaminações bacterianas as responsáveis pela maioria dos casos. Dentre elas destacam-se as causadas por espécies de Staphylococcus, que são nocivas tanto pela infecção do organismo hospedeiro, quanto pela intoxicação por enterotoxinas termoestáveis presentes em alimentos contaminados e mal acondicionados. Além disso, a capacidade de S. aureus formarem biofilmes confere maior proteção contra agentes de controle. Neste contexto, torna-se importante desenvolver novos métodos visando inibir estes agentes patogênicos. Uma alternativa ao emprego de conservantes sintéticos é a utilização de biossurfatantes, como os ramnolipídeos (RL) que, além de apresentarem alta estabilidade a temperatura, pH e concentração salina, apresentam baixa toxicidade e são biodegradáveis. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do pH na atividade antimicrobiana dos RL sobre células planctônicas e sésseis de Staphylococcus aureus (ATCC 8095) e comparar seu efeito ao do dodecil sulfato de sódio (SDS). Os resultados mostraram que o pH exerce grande influência na ação dos surfatantes, sendo mais efetiva em valores de pH menores. Em pH 5, os RL apresentaram ação bactericida (CBM=19,5 mg L-1) superior ao SDS (CBM=39,1 mg L-1), sendo capazes de inibir e remover 80% dos biofilmes em concentrações de 156,2 mg L-1 e reduzir em cerca de 40 % a hidrofobicidade da superfície celular de S. aureus. Em valores de pH maiores a ação dos RL não superou a do SDS, porém estes ainda mostraram resultados promissores, principalmente na remoção de biofilmes evidenciado pela microscopia confocal. A espectroscopia FTIR revelou que quando em pH 6, 7 e 8 S. aureus, possivelmente, induz alterações em sua membrana celular a fim de diminuir a sensibilidade aos surfatantes. As imagens de MEV mostraram que os RL promovem deformações nas células, podendo levá-las a ruptura. O aumento da força iônica, promovido pela adição de NaCl no meio, favoreceu a ação antimicrobiana dos RL, o que torna a aplicação dos RL em alimentos bastante promissora. / Food poisoning can be considered one of the most significant causes of mortality in developed and developing countries with bacterial contamination being responsible for the majority of cases. Among them are those caused by Staphylococcus species that can beharmful, both from the infection of the host organism as the intoxication by thermostable enterotoxins present in contaminated and poorly conditioned food. In addition, the ability to form biofilms gives S. aureus greater protection against control agents. Under this context, it becomes important to develop new methods to inhibit those pathogens. An alternative to the use of synthetic preservatives are biosurfactants such as rhamnolipids (RL), which shows high stability to temperature, pH and salt concentration along with the fact that they have low toxicity and are biodegradable. The aim of this study was to evaluate the effect of pH on the antimicrobial activity of RL on planktonic and sessile Staphylococcus aureus cells (ATCC 8095) and compare its effect to that of the sodium dodecyl sulfate (SDS). The results showed that pH exerts a great influence on the action of surfactants, with greater effectiveness at lower pH. At pH 5, RL presented higher bactericidal action (CBM = 19.5 mg L-1) than SDS (CBM = 39.1 mg L-1), also being able to inhibit and remove 80% of biofilms at concentrations of 156. 2 mg L- 1 and reduce the hydrophobicity of S. aureus cell surface by about 40%. At higher pH values, the action of RL did not exceed that of SDS, neverthelessthey showed promising results, mainly on the removal of biofilms evidenced by confocal microscopy. FTIR spectroscopy revealed that at pH 6, 7 and 8,S. aureus possibly induces changes in its cell membrane in order to decrease the sensitivity to surfactants. The MEV images showed that the RL cause deformations in the cells, which can lead to rupture. The increase in ionic strength, promoted by the addition of NaCl in the medium, favored the antimicrobial action of RL, which makes the application of RL in foods very promising.

Intoxicações alimentares são uma das causas mais significativas de mortalidade em países desenvolvidos e em desenvolvimento, sendo as contaminações bacterianas as responsáveis pela maioria dos casos. Dentre elas destacam-se as causadas por espécies de Staphylococcus, que são nocivas tanto pela infecção do organismo hospedeiro, quanto pela intoxicação por enterotoxinas termoestáveis presentes em alimentos contaminados e mal acondicionados. Além disso, a capacidade de S. aureus formarem biofilmes confere maior proteção contra agentes de controle. Neste contexto, torna-se importante desenvolver novos métodos visando inibir estes agentes patogênicos. Uma alternativa ao emprego de conservantes sintéticos é a utilização de biossurfatantes, como os ramnolipídeos (RL) que, além de apresentarem alta estabilidade a temperatura, pH e concentração salina, apresentam baixa toxicidade e são biodegradáveis. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do pH na atividade antimicrobiana dos RL sobre células planctônicas e sésseis de Staphylococcus aureus (ATCC 8095) e comparar seu efeito ao do dodecil sulfato de sódio (SDS). Os resultados mostraram que o pH exerce grande influência na ação dos surfatantes, sendo mais efetiva em valores de pH menores. Em pH 5, os RL apresentaram ação bactericida (CBM=19,5 mg L-1) superior ao SDS (CBM=39,1 mg L-1), sendo capazes de inibir e remover 80% dos biofilmes em concentrações de 156,2 mg L-1 e reduzir em cerca de 40 % a hidrofobicidade da superfície celular de S. aureus. Em valores de pH maiores a ação dos RL não superou a do SDS, porém estes ainda mostraram resultados promissores, principalmente na remoção de biofilmes evidenciado pela microscopia confocal. A espectroscopia FTIR revelou que quando em pH 6, 7 e 8 S. aureus, possivelmente, induz alterações em sua membrana celular a fim de diminuir a sensibilidade aos surfatantes. As imagens de MEV mostraram que os RL promovem deformações nas células, podendo levá-las a ruptura. O aumento da força iônica, promovido pela adição de NaCl no meio, favoreceu a ação antimicrobiana dos RL, o que torna a aplicação dos RL em alimentos bastante promissora. / Food poisoning can be considered one of the most significant causes of mortality in developed and developing countries with bacterial contamination being responsible for the majority of cases. Among them are those caused by Staphylococcus species that can beharmful, both from the infection of the host organism as the intoxication by thermostable enterotoxins present in contaminated and poorly conditioned food. In addition, the ability to form biofilms gives S. aureus greater protection against control agents. Under this context, it becomes important to develop new methods to inhibit those pathogens. An alternative to the use of synthetic preservatives are biosurfactants such as rhamnolipids (RL), which shows high stability to temperature, pH and salt concentration along with the fact that they have low toxicity and are biodegradable. The aim of this study was to evaluate the effect of pH on the antimicrobial activity of RL on planktonic and sessile Staphylococcus aureus cells (ATCC 8095) and compare its effect to that of the sodium dodecyl sulfate (SDS). The results showed that pH exerts a great influence on the action of surfactants, with greater effectiveness at lower pH. At pH 5, RL presented higher bactericidal action (CBM = 19.5 mg L-1) than SDS (CBM = 39.1 mg L-1), also being able to inhibit and remove 80% of biofilms at concentrations of 156. 2 mg L- 1 and reduce the hydrophobicity of S. aureus cell surface by about 40%. At higher pH values, the action of RL did not exceed that of SDS, neverthelessthey showed promising results, mainly on the removal of biofilms evidenced by confocal microscopy. FTIR spectroscopy revealed that at pH 6, 7 and 8,S. aureus possibly induces changes in its cell membrane in order to decrease the sensitivity to surfactants. The MEV images showed that the RL cause deformations in the cells, which can lead to rupture. The increase in ionic strength, promoted by the addition of NaCl in the medium, favored the antimicrobial action of RL, which makes the application of RL in foods very promising.

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-04T14:12:32Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 832786 bytes, checksum: 68ea68627a9e9ff3af199ea5e374439a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T14:12:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 832786 bytes, checksum: 68ea68627a9e9ff3af199ea5e374439a (MD5) Previous issue date: 2015-04-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The biosurfactants are microbial secondary metabolites that decrease the surface tension and have emulsifying capacity. Among biossurfactants the rhamnolipids are the most studied. Generally, the biosurfactant production is induced by hydrocarbons or other oily substrates. In this study we analyzed the production of biosurfactants, with emphasis on rhamnolipids, and diesel oil degradation by 18 strains of bacteria isolated from the waste landfill soil contaminated by petroleum. Among the studied bacteria were found Gram-positive endospore-forming rods (39%), Gram-positive rods, without endospore (17%) and Gram-negatives rods (44%). The following methods were used to test for biosurfactants production: oil spreading, emulsification and hemolytic activity. All strains showed the ability to disperse the diesel oil, while 77% and 44% of the strains showed hemolysis and emulsification of diesel oil, respectively. Rhamnolipids production was observed in four strains which were classified basing on the 16S rRNA sequences as Pseudomonas aeruginosa. Only those strains showed gene rhlAB, involved in rhamnolipids synthesis, and antibacterial activity against Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Erwinia carotovora and Ralstonia solanacearum. The higher production of rhamnolipids was 565.7 mg/L observed in mineral medium with olive oil (pH 8). With regard to the diesel oil degradation capacity, 7 strains were positive in reduction of the dye 2,6-dichlorophenolindophenol (DCPIP), while 16 had the gene alkane monooxygenase (alkB), and the producers of rhamnolipids were positive in both tests. The P. aeruginosa strains analyzed in this study have a potential to be applied in the bioremediation of petroleum contaminated environments and for biotechnological purposes. / Os biossurfactantes são metabolitos secundários produzidos por microrganismos, sendo os ramnolipídeos os mais estudados entres eles. Esses compostos diminuem a tensão superficial e possuem capacidade emulsificante. Geralmente, a produção de biossurfactantes é induzida por hidrocarbonetos ou por outros substratos oleosos. Neste trabalho foi analisada a produção de biossurfactantes, com ênfase nos ramnolipídeos, e a degradação de óleo diesel por 18 linhagens de bactérias isoladas do solo do aterro de resíduos contaminados por petréolo. Dentre as bactérias estudadas foram encontradas bastonetes Gram positivas formadoras de endósporos (39%), bastonetes Gram positivas, sem endospóros (17%) e bastonetes Gram negativas (44%). Diferentes testes foram utilizados para detectar a produção de biossurfactantes sendo eles: dispersão de óleo diesel, atividade hemolítica e capacidade de emulsificação. Todas as linhagens mostraram a capacidade de dispersar o óleo diesel, enquanto 78% e 44% das linhagens apresentaram hemólise e emulsificação do óleo diesel, respectivamente. A produção de ramnolipídeos foi observada em quatro linhagens que foram classificadas na base de sequencias de 16S rRNA como Pseudomonas aeruginosa. Apenas estas linhagens apresentaram o gene rhlAB, envolvido na síntese de ramnolipídeos, bem como a atividade antibacteriana frente a Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Erwinia carotovora e Ralstonia solanacearum. A maior produção de ramnolipídeos foi de 565,7 mg/L observada em meio mineral contendo azeite de oliva (pH 8). Com relação à capacidade de degradação do óleo diesel, foi observado que 7 linhagens foram positivas no teste de redução de 2,6 diclorofenol-indofenol (DCPIP), enquanto 16 apresentaram o gene alcano monoxigenase (alkB), sendo que os produtores de ramnolipídeos foram positivos em ambos os testes. As linhagens de P. aeruginosa analisadas neste estudo apresentam um potencial de aplicação nos processos de biorremediação de ambientes contaminados por petróleo e para os fins biotecnológicos.