Molecular identification and microbiological evaluation of isolates from equipments and food contact surfaces in a hospital Food and Nutrition Unit / Avaliação microbiológica e identificação molecular de isolados de equipamentos e superfícies de contato com alimentos em um hospital Unidade de Alimentação e Nutrição

Abstract The hygienic and sanitary control in Food and Nutrition Units (FNU) is considered a standard procedure to produce adequate meals and reduce the risk of foodborne diseases and hospital infections. This study aimed to evaluate the isolation and identification of bacteria from equipment and food contact surfaces in a hospital FNU as well as to evaluate the sanitary condition. Likewise, it was analyzed the adhesion of the microorganisms on polyethylene cutting boards. The presence of aerobic mesophilic microorganisms, yeasts, molds, coagulase-positive staphylococci, coliform and fecal coliform, and Escherichia coli were analyzed on eating tables, countertop surfaces and cutting boards used for meat or vegetable handling, and equipment such as microwaves and refrigerators. The molecular identification it was done by 16S rRNA gene sequencing. The adhesion of the microorganisms (biofilm formation) on meat and vegetable cutting boards was also evaluated by scanning electron microscopy. The results showed high numbers of all microorganisms, except for E. coli , which was not observed in the samples. The molecular analysis identified species of the Enterobacteriaceae family and species of the Pseudomonadaceae family. Scanning electron microscopy analyses revealed bacterial adhesion on the cutting board surfaces. The results obtained in this study indicated that the hygienic conditions of surfaces like plastic cutting boards and equipment in this hospital FNU were inadequate. The achievement and application of standard operating procedures could positively help in the standardization of sanitary control, reducing the microbial contamination and providing a safe food to hospitalized patients.

Resumo O controle higiênico e sanitário nas Unidades de Alimentação e Nutrição (UAN) é considerado um procedimento padrão para produzir refeições adequadas e reduzir o risco de doenças transmitidas pelos alimentos e infecções hospitalares. Este estudo teve como objetivo isolar e identificar bactérias de equipamentos e superfícies de contato com alimentos em uma UAN hospitalar, bem como avaliar a condição sanitária. Do mesmo modo, analisou-se a adesão dos micro-organismos em tábuas de corte de polietileno. A presença de micro-organismos aeróbios mesófilos, leveduras, fungos, Sthapylococcus coagulase-positivos, coliformes, coliformes fecais e Escherichia coli foi analisadas na superfície de mesas do refeitório, superfícies de bancada e tábuas de corte usadas para manuseio de carne ou vegetais e, em equipamentos como micro-ondas e refrigeradores. A identificação molecular foi feita pelo sequenciamento do gene 16S rRNA. A adesão dos micro-organismos (formação de biofilmes) em tábuas de corte de carne e de vegetais também foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram elevada contagem para todos os micro-organismos analisados, exceto para E. coli, a qual não foi observada nas amostras. A análise molecular identificou espécies da família Enterobacteriaceae e Pseudomonadaceae. A análise de microscopia eletrônica de varredura revelaram adesão bacteriana nas superfícies das placsa de corte. Os resultados obtidos neste estudo indicaram que as condições higiênicas das superfícies e de equipamentos nesta UAN hospitalar estavam inadequadas. A aplicação de procedimentos operacionais padrão poderia auxiliar positivamente na padronização do controle higiênico-sanitário, reduzindo a contaminação microbiana e fornecendo um alimento seguro para pacientes hospitalizados.

Molecular identification and microbiological evaluation of isolates from equipments and food contact surfaces in a hospital Food and Nutrition Unit

Abstract The hygienic and sanitary control in Food and Nutrition Units (FNU) is considered a standard procedure to produce adequate meals and reduce the risk of foodborne diseases and hospital infections. This study aimed to evaluate the isolation and identification of bacteria from equipment and food contact surfaces in a hospital FNU as well as to evaluate the sanitary condition. Likewise, it was analyzed the adhesion of the microorganisms on polyethylene cutting boards. The presence of aerobic mesophilic microorganisms, yeasts, molds, coagulase-positive staphylococci, coliform and fecal coliform, and Escherichia coli were analyzed on eating tables, countertop surfaces and cutting boards used for meat or vegetable handling, and equipment such as microwaves and refrigerators. The molecular identification it was done by 16S rRNA gene sequencing. The adhesion of the microorganisms (biofilm formation) on meat and vegetable cutting boards was also evaluated by scanning electron microscopy. The results showed high numbers of all microorganisms, except for E. coli , which was not observed in the samples. The molecular analysis identified species of the Enterobacteriaceae family and species of the Pseudomonadaceae family. Scanning electron microscopy analyses revealed bacterial adhesion on the cutting board surfaces. The results obtained in this study indicated that the hygienic conditions of surfaces like plastic cutting boards and equipment in this hospital FNU were inadequate. The achievement and application of standard operating procedures could positively help in the standardization of sanitary control, reducing the microbial contamination and providing a safe food to hospitalized patients.

Resumo O controle higiênico e sanitário nas Unidades de Alimentação e Nutrição (UAN) é considerado um procedimento padrão para produzir refeições adequadas e reduzir o risco de doenças transmitidas pelos alimentos e infecções hospitalares. Este estudo teve como objetivo isolar e identificar bactérias de equipamentos e superfícies de contato com alimentos em uma UAN hospitalar, bem como avaliar a condição sanitária. Do mesmo modo, analisou-se a adesão dos micro-organismos em tábuas de corte de polietileno. A presença de micro-organismos aeróbios mesófilos, leveduras, fungos, Sthapylococcus coagulase-positivos, coliformes, coliformes fecais e Escherichia coli foi analisadas na superfície de mesas do refeitório, superfícies de bancada e tábuas de corte usadas para manuseio de carne ou vegetais e, em equipamentos como micro-ondas e refrigeradores. A identificação molecular foi feita pelo sequenciamento do gene 16S rRNA. A adesão dos micro-organismos (formação de biofilmes) em tábuas de corte de carne e de vegetais também foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram elevada contagem para todos os micro-organismos analisados, exceto para E. coli, a qual não foi observada nas amostras. A análise molecular identificou espécies da família Enterobacteriaceae e Pseudomonadaceae. A análise de microscopia eletrônica de varredura revelaram adesão bacteriana nas superfícies das placsa de corte. Os resultados obtidos neste estudo indicaram que as condições higiênicas das superfícies e de equipamentos nesta UAN hospitalar estavam inadequadas. A aplicação de procedimentos operacionais padrão poderia auxiliar positivamente na padronização do controle higiênico-sanitário, reduzindo a contaminação microbiana e fornecendo um alimento seguro para pacientes hospitalizados.

Antimicrobial and antioxidant activities of Enterococcus species isolated from meat and dairy products / Atividade antimicrobiana e antioxidante de espécies de Enterococcus isoladas de carne e produtos lácteos

Abstract Lactic acid bacteria (LAB) have an important role in a great variety of fermented foods. In addition to their contribution to sensory characteristics, they enhance food preservation and can be used as probiotics. In this study, the antimicrobial and antioxidant activities of culture supernatants and cell free extracts of 16 LAB isolated from meat and dairy products were investigated. The bacterial were identified by 16S rRNA sequencing. GenBank BLAST analysis revealed that all the isolates belong to Enterococcus faecium species. Antimicrobial activity against the indicator microorganism (Listeria monocytogenes) was observed at 11 culture supernatants and 4 cell free extracts. The sensibility of culture supernatant was evaluated by proteinase K and trypsin and it was observed that activity of antimicrobial substance was completely lost after the treatment. All of the isolates showed antioxidant activity as determined by the Thiobarbituric Acid Reactive Substances (TBARS) method with both types of extracts. When the antioxidant capacity was investigated using ABTS•+ method (2,2 azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)) and DPPH method (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) it was observed that only culture supernatants showed antioxidant capacity. These bacteria could particularly help to reduce or inhibit pathogenic microorganisms as well as oxidative spoilage in foods and feed.

Resumo As bactérias ácido láticas (BAL) têm um papel importante em uma grande variedade de alimentos fermentados. Em adição à sua contribuição para as características sensoriais, estes microorganismos melhoram a conservação de alimentos e podem ser utilizados como probióticos. Neste estudo, as atividades antimicrobiana e antioxidante do sobrenadante e dos extratos livres de células de 16 isolados de LAB de carne e produtos lácteos foram investigadas. Os isolados foram identificados pelo sequenciamento da região 16S do rRNA. Após a comparação das sequências obtidas com aquelas disponíveis na base de dados GenBank, observou-e que todos os isolados foram pertencentes à espécie Enterococcus faecium. A atividade antimicrobiana contra o microrganismo indicador (Listeria monocytogenes) foi observada no sobrenadante das culturas em 11 isolados, e nos extratos livres de células por 4 isolados. A sensibilidade da cultura sobrenadante foi avaliada pela proteinase K e tripsina e observou-se que a atividade da substância antimicrobiana foi completamente perdida após o tratamento com as enzimas proteolíticas. Todos os isolados apresentaram atividade antioxidante, como determinado pelo método do ácido tiobarbitúrico de substâncias reativas (TBARS) com ambos os tipos de extratos. Quando a capacidade antioxidante foi investigada usando o método do ABTS (2,2 azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)) e o método de DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) observou-se que apenas os sobrenadantes das culturas demonstraram capacidade antioxidante. Estas bactérias poderiam particularmente ajudar a reduzir ou inibir microorganismos patogênicos, bem como a deterioração oxidativa em alimentos e rações.

Evaluation of two Brazilian indigenous plants for phytostabilization and phytoremediation of copper-contaminated soils / Avaliação de duas plantas nativas brasileiras para fitoestabilização e fitorremediação de solos contaminados com cobre

Abstract Indigenous plants have been grown naturally and vigorously in copper contaminated soils. Thus, the aim of this study was to evaluate the phytoremediation ability of two indigenous plants naturally grown in two vineyard soils copper contaminated, and in a copper mining waste. However, it was evaluated the macro and micronutrient uptake and the potential of phytoremediation. So, a greenhouse study was carried out with Bidens pilosa and Plantago lanceolata in samples of vineyard soils (Inceptisol and Mollisol) copper contaminated, and in a copper mining waste. Plant growth, macro and micronutrient up take, tolerance index (TI), translocation factor (TF), metal extraction ratio (MER), bioaccumulation factor (BCF), plant effective number of the shoots (PENs), and plant effective number of the total plant (PENt) were analyzed. Both plants grown in vineyard soils showed high phytomass production and TI. P. lanceolata plants cultivated in the Inceptisol showed the highest copper concentrations in the shoots (142 mg kg–1), roots (964 mg kg–1) and entire plants (1,106 mg kg–1). High levels of copper were phytoaccumulated from the Inceptisol by B. pilosa and P. lanceolata with 3,500 and 2,200 g ha–1 respectively. Both B. pilosa and P. lanceolata plants showed characteristics of high copper hyperaccumulator. Results showed that both species play an important role in the natural copper phytoaccumulation in both vineyard soils contaminated with copper, being important to its phytoremediation.

Resumo Plantas nativas crescem naturalmente e vigorosamente em solos contaminados com cobre. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de fitorremediação de duas plantas nativas, naturalmente encontradas em dois solos de vitivinicultura contaminados com cobre, e em rejeito de mineração de cobre. Foram avaliados os teores de macro e micronutrientes nos tecidos das plantas, e o potencial de fitorremediação. Assim, um estudo em casa de vegetação foi realizado com plantas de Bidens pilosa e Plantago lanceolata, com amostras de dois solos de vitivinicultura (Neossolos e Cambissolos) contaminados com cobre, e com rejeito de mineração de cobre. O crescimento das plantas, teores de macro e micronutrientes nos tecidos, índice de tolerância (TI), fator de translocação (TF), taxa de extração do metal (MER), fator de bioacumulação (BCF), número efetivo dos plantas da parte aérea (PENs) e número efetivo de plantas inteiras (PENt) foram analisados. Ambas as espécies cultivadas em solos vitivinicultura mostraram elevada produção de fitomassa e os TI. P. lanceolata cultivadas no Neossolo mostraram as concentrações de cobre mais elevados na parte aérea (142 mg kg–1), nas raízes (964 mg kg–1) e nas plantas inteiras (1.106 mg kg–1). Altos níveis de cobre foram fitoacumulados pelas plantas B. pilosa e P. lanceolata com 3.500 e 2.200 g ha–1, respectivamente, quando cultivadas em Neossolo. Ambas as espécies apresentaram características hiperacumuladoras de cobre. Os resultados mostraram que estas espécies desempenham um papel importante na fitoacumulação de cobre naturalmente em ambos os solos de vitivinicultura contaminados com cobre, sendo importantes para a fitorremediação.

Evaluation of copper resistant bacteria from vineyard soils and mining waste for copper biosorption

Vineyard soils are frequently polluted with high concentrations of copper due application of copper sulfate in order to control fungal diseases. Bioremediation is an efficient process for the treatment of contaminated sites. Efficient copper sorption bacteria can be used for bioremoval of copper from contaminated sites. In this study, a total of 106 copper resistant bacteria were examined for resistance to copper toxicity and biosorption of copper. Eighty isolates (45 from vineyard Mollisol, 35 from Inceptisol) were obtained from EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) experimental station, Bento Gonçalves, RS, Brazil (29º09'53.92''S and 51º31'39.40''W) and 26 were obtained from copper mining waste from Caçapava do Sul, RS, Brazil (30º29'43.48''S and 53'32'37.87W). Based on resistance to copper toxicity and biosorption, 15 isolates were identified by 16S rRNA gene sequencing. Maximal copper resistance and biosorption at high copper concentration were observed with isolate N2 which removed 80 mg L-1 in 24 h. Contrarily isolate N11 (Bacillus pumilus) displayed the highest specific copper biosorption (121.82 mg/L/OD unit in 24 h). GenBank MEGABLAST analysis revealed that isolate N2 is 99 percent similar to Staphylococcus pasteuri. Results indicate that several of our isolates have potential use for bioremediation treatment of vineyards soils and mining waste contaminated with high copper concentration.