Microencapsulação de enterocina e oleo de oregano em leitelho / Microencapsulation of the enterocin and essential oil oregano in buttermilk / Microencapsulación de enterocina y aceite esencial de orégano en suero de leche

A pesquisa busca técnicas alternativas para expansão da vida de prateleira dos alimentos, isto tem impulsionado estudos sobre a utilização de conservantes naturais, tais como as bacteriocinas e óleos essenciais, que são considerados agentes antimicrobianos naturais. No entanto estes antimicrobianos naturais, não são adicionados diretamente em produtos alimentícios, devido a alterações sensoriais e em suas características físico e química. Com avanço tecnológico da microencapsulação, tem sido um potencial em fornecer sistemas que garantem estabilidade para os antimicrobianos naturais desta forma podendo compor a matriz de alimentos. Portanto, o objetivo desse trabalho foi microencapsular a enterocina produzida por Enterococcus durans MF5 e óleo de orégano usando leitelho. Para a microencapsulação, foram realizados três tratamentos: T1 controle leitelho, T2 leitelho/enterocina (LE), e T3 leitelho/enterocina/óleo (LEO). O material foi submetido ao processo de spray dryer e foram realizados ensaios para determinar a atividade antimicrobiana do material encapsulado contra as bactérias Listeria monocytogenes, Listeria innocua e Listeria ivanovi. O rendimento da microencapsulação foi de 13,01% e 11,63% para LE e LEO, respectivamente. Os resultados apresentados nos microencapsulados LE e LEO mostraram inibição contra todas as bactérias teste, foi constatado que a microencapsulação de enterocina e óleo de orégano mantiveram seu poder antimicrobiano. A efetividade da microencapsulação foi realizada por (FTIR), onde picos de intensidade entre as amostras na região 1000 a 930 cm-¹ e 1800 a 1500 cm-¹ foram observadas. Os resultados apontam para mudança no perfil químico das amostras encapsuladas, corroborando com a hipótese que o leitelho apresentou papel encapsulante da bactericiona e óleo de orégano.Portanto a microencapsulação aumenta a eficácia antimicrobiana dos antimicrobianos.

The research seeks alternative techniques for expanding the shelf life of foods, this has driven studies on the use of natural preservatives, such as bacteriocins and essential oils, which are considered natural antimicrobial agents. However, these natural antimicrobials are not directly added to food products due to sensory changes and their physical and chemical characteristics. With technological advancement of microencap- sulation, it has been a potential to provide systems that ensure stability for natural anti- microbials in this way can compose the food matrix. Therefore, this study has an objective microencapsulated the interocin and essencial oil, used buttermilk as a encapsulating ma- terial where, T1 Buttermilk Control, T2 buttermilk/enterocin (LE), e T3 Buttermilk/en- terocin/oil (LEO). The product has been submitted to spray drier process, were conducted trials to determine antimicrobial activity. Was observed with mass yield 13,01% e 11,63% para LE e LEO. These results the microencapsulate indicate then LE e LEO there was inihibiton against bacteria tests. Was observed that the microencapsulated between enter- ocin and essential oil oregano maintained antimicrobial power. The effectiveness of the microencapsulated was performed by Fourier transform infrared (FTIR) analysis, where a sample in the region 1000 to 930 cm-¹ and 1800 to 1500 cm-¹ was observed. Therefore microencapsulation increases antimicrobial efficacy of antimicrobials.

La investigación busca técnicas alternativas para ampliar la vida útil de los alimentos, esto ha impulsado estudios sobre el uso de conservantes naturales, como las bacteriocinas y los aceites esenciales, que se consideran agentes antimicrobianos naturales. Sin embargo, estos antimicrobianos naturales no se añaden directamente a los productos alimentarios debido a los cambios sensoriales y a sus características físicas y químicas. Con el avance tecnológico de la microencapsulación, ha sido un potencial para proporcionar sistemas que garanticen la estabilidad de los antimicrobianos naturales de esta manera puede componer la matriz alimentaria. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo microencapsular la interocina y el aceite esencial, utilizando suero de leche como material encapsulante donde, T1 Suero de leche Control, T2 Suero de leche/enterocina (LE), e T3 Suero de leche/enterocina/aceite (LEO). El producto ha sido sometido al proceso de secado por pulverización, se realizaron ensayos para determinar la actividad antimicrobiana. Se observó con rendimiento de masa 13,01% e 11,63% para LE e LEO. Estos resultados indican que el microencapsulado LE e LEO fue inhibido contra las pruebas bacterianas. Se observó que el microencapsulado entre enterocina y aceite esencial de orégano mantuvo el poder antimicrobiano. La eficacia del microencapsulado fue realizada por análisis de infrarrojo transformado de Fourier (FTIR), donde fue observada una muestra en la región de 1000 a 930 cm-¹ y de 1800 a 1500 cm-¹. Por lo tanto, la microencapsulación aumenta la eficacia antimicrobiana de los antimicrobianos. PALABRAS CLAVE: Bacteriocina; Enterococcus durans; Suero de Leche; Origanum vulgare; Spray Dryer.

Microencapsulação de enterocina e oleo de oregano em leitelho / Microencapsulation of the enterocin and essential oil oregano in buttermilk / Microencapsulación de enterocina y aceite esencial de orégano en suero de leche

A pesquisa busca técnicas alternativas para expansão da vida de prateleira dos alimentos, isto tem impulsionado estudos sobre a utilização de conservantes naturais, tais como as bacteriocinas e óleos essenciais, que são considerados agentes antimicrobianos naturais. No entanto estes antimicrobianos naturais, não são adicionados diretamente em produtos alimentícios, devido a alterações sensoriais e em suas características físico e química. Com avanço tecnológico da microencapsulação, tem sido um potencial em fornecer sistemas que garantem estabilidade para os antimicrobianos naturais desta forma podendo compor a matriz de alimentos. Portanto, o objetivo desse trabalho foi microencapsular a enterocina produzida por Enterococcus durans MF5 e óleo de orégano usando leitelho. Para a microencapsulação, foram realizados três tratamentos: T1 controle leitelho, T2 leitelho/enterocina (LE), e T3 leitelho/enterocina/óleo (LEO). O material foi submetido ao processo de spray dryer e foram realizados ensaios para determinar a atividade antimicrobiana do material encapsulado contra as bactérias Listeria monocytogenes, Listeria innocua e Listeria ivanovi. O rendimento da microencapsulação foi de 13,01% e 11,63% para LE e LEO, respectivamente. Os resultados apresentados nos microencapsulados LE e LEO mostraram inibição contra todas as bactérias teste, foi constatado que a microencapsulação de enterocina e óleo de orégano mantiveram seu poder antimicrobiano. A efetividade da microencapsulação foi realizada por (FTIR), onde picos de intensidade entre as amostras na região 1000 a 930 cm-¹ e 1800 a 1500 cm-¹ foram observadas. Os resultados apontam para mudança no perfil químico das amostras encapsuladas, corroborando com a hipótese que o leitelho apresentou papel encapsulante da bactericiona e óleo de orégano.Portanto a microencapsulação aumenta a eficácia antimicrobiana dos antimicrobianos.

The research seeks alternative techniques for expanding the shelf life of foods, this has driven studies on the use of natural preservatives, such as bacteriocins and essential oils, which are considered natural antimicrobial agents. However, these natural antimicrobials are not directly added to food products due to sensory changes and their physical and chemical characteristics. With technological advancement of microencap- sulation, it has been a potential to provide systems that ensure stability for natural anti- microbials in this way can compose the food matrix. Therefore, this study has an objective microencapsulated the interocin and essencial oil, used buttermilk as a encapsulating ma- terial where, T1 Buttermilk Control, T2 buttermilk/enterocin (LE), e T3 Buttermilk/en- terocin/oil (LEO). The product has been submitted to spray drier process, were conducted trials to determine antimicrobial activity. Was observed with mass yield 13,01% e 11,63% para LE e LEO. These results the microencapsulate indicate then LE e LEO there was inihibiton against bacteria tests. Was observed that the microencapsulated between enter- ocin and essential oil oregano maintained antimicrobial power. The effectiveness of the microencapsulated was performed by Fourier transform infrared (FTIR) analysis, where a sample in the region 1000 to 930 cm-¹ and 1800 to 1500 cm-¹ was observed. Therefore microencapsulation increases antimicrobial efficacy of antimicrobials.

La investigación busca técnicas alternativas para ampliar la vida útil de los alimentos, esto ha impulsado estudios sobre el uso de conservantes naturales, como las bacteriocinas y los aceites esenciales, que se consideran agentes antimicrobianos naturales. Sin embargo, estos antimicrobianos naturales no se añaden directamente a los productos alimentarios debido a los cambios sensoriales y a sus características físicas y químicas. Con el avance tecnológico de la microencapsulación, ha sido un potencial para proporcionar sistemas que garanticen la estabilidad de los antimicrobianos naturales de esta manera puede componer la matriz alimentaria. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo microencapsular la interocina y el aceite esencial, utilizando suero de leche como material encapsulante donde, T1 Suero de leche Control, T2 Suero de leche/enterocina (LE), e T3 Suero de leche/enterocina/aceite (LEO). El producto ha sido sometido al proceso de secado por pulverización, se realizaron ensayos para determinar la actividad antimicrobiana. Se observó con rendimiento de masa 13,01% e 11,63% para LE e LEO. Estos resultados indican que el microencapsulado LE e LEO fue inhibido contra las pruebas bacterianas. Se observó que el microencapsulado entre enterocina y aceite esencial de orégano mantuvo el poder antimicrobiano. La eficacia del microencapsulado fue realizada por análisis de infrarrojo transformado de Fourier (FTIR), donde fue observada una muestra en la región de 1000 a 930 cm-¹ y de 1800 a 1500 cm-¹. Por lo tanto, la microencapsulación aumenta la eficacia antimicrobiana de los antimicrobianos. PALABRAS CLAVE: Bacteriocina; Enterococcus durans; Suero de Leche; Origanum vulgare; Spray Dryer.

Citotoxicidad in vitro del polipéptido antimicrobiano nisina sobre células tumorales sanguíneas / In vitro cytotoxicity of the antimicrobial polypeptide nisin on blood tumor cells

RESUMEN: Las bacteriocinas son péptidos antimicrobianos de síntesis ribosomal secretadas por bacterias. Dentro de estas destaca nisina que posee potenciales usos en terapias antibióticas, como biopreservante de alimentos y probióticos. También se ha descrito que nisina posee citotoxicidad sobre líneas celulares neoplásicas, pero existe poca información de su efecto sobre células tumorales sanguíneas. Debido al potencial uso que presenta nisina, es relevante determinar la toxicidad que presenta sobre líneas celulares tumorales del tipo sanguíneo. Para esto, se realizaron ensayos de actividad hemolítica sobre eritrocitos humanos y de toxicidad sobre células mononucleares de sangre periférica humanas, determinándose que nisina no posee efecto citotóxico sobre este tipo de células normales humanas sanguíneas. Se realizaron también, ensayos de citotoxicidad con líneas celulares tumorales (K562 y U937), con el fin de determinar dosis, tiempo de exposición y selectividad en el efecto tóxico de nisina sobre las células tumorales humanas. Estos ensayos muestran que nisina presenta actividad citotóxica sobre líneas celulares K562 y U937 a las 72 h de exposición, a una concentración de 40 µg/mL, que corresponde a 100 veces la concentración mínima inhibitoria (MIC) usada para su acción sobre bacterias. Al comparar el efecto de nisina sobre células mononucleares de sangre periférica humanas con las líneas tumorales linfoides y mieloides (K562 y U937 respectivamente), se observa un efecto selectivo de nisina sobre las células tumorales sanguíneas.

SUMMARY: Bacteriocins are antimicrobial peptides of ribosomal synthesis secreted by bacteria. Among these, nisin stands out, which has potential uses in antibiotic therapies, as a food bio preservative and probiotics. Nisin has also been reported to have cytotoxicity on neoplastic cell lines, but there is little information on its effect on blood tumor cells. Due to the potential use that nisin presents, it is relevant to determine the toxicity it presents on tumor cell lines of the blood type. For this, hemolytic activity tests were carried out on human erythrocytes and toxicity on human peripheral blood mononuclear cells, determining that nisin does not have a toxic effect on this type of normal human blood cells. Cytotoxicity tests were also carried out with tumor cell lines (K562 and U937), to determine dose, exposure time and selectivity in the toxic effect of nisin on human tumor cells. These tests show that nisin shows cytotoxic activity on K562 and U937 cell lines at 72 h of exposure, at a concentration of 40 µg / mL, which corresponds to 100 times the minimum inhibitory concentration (MIC) used for its action on bacteria. When comparing the effect of nisin on human peripheral blood mononuclear cells with lymphoid and myeloid tumor lines (K562 and U937 respectively), a selective effect of nisin on blood tumor cells is observed.

Probiotics study with Streptococcus salivarius and its ability to produce bacteriocins and adherence to KB cells / Estudo de probióticos Streptococcus salivarius e sua habilidade de produzir bacteriocinas e aderência à células KB

Abstract Introduction Streptococcus salivarius is a dominant oral species and the best suitable candidate for probiotic of the oral cavity. Since Streptococcus salivarius is able to produce bacteriocins against Streptococcus pyogenes interest has been focused on the use of it as a probiotic to avoid sore throats by Streptococcus pyogenes. Objective This study is for selecting Streptococcus salivarius strains for potential use as probiotics for the oral mucosa, that is, production of bacteriocin against Streptococcus pyogenes and the ability to bind to KB cells. Material and method Tongue material from 45 students was collected and seeded on Mitis Salivarius Agar plaques. The strains were tested by the production of bacteriocin-like substances (BLIS) against S. pyogenes, biochemically and PCR for identification of S. salivarius. The best strains were tested for adherence to KB cells. Briefly, S. salivarius strains were cultured in broth, washed and suspended at 108cells/ml. KB cells were inoculated into plaques, washed and incubated with the bacteria, for adhesion. These were washed for lysis of the KB cells and release bacteria for determination of CFU. Result The bacteriocin test showed that 133 strains presented inhibition of S. pyogenes. The samples tested for adhesion to KB cells, presented different profiles and only three strains presenting high adhesion capacity. Conclusion The selection of strains of Streptococcus salivarius with high inhibitory activity against Streptococcus pyogenes, as well as adherence to KB cells leads us to the next future step, that is, to use the best strains for in vivo colonization tests

Resumo Introdução Streptococcus salivarius é uma espécie dominante na cavidade bucal e tem sido indicada como um ótimo candidato para uso como probiótico. Visto que a espécie Streptococcus salivarius é capaz de produzir bacteriocinas contra Streptococcus pyogenes, desenvolveu-se interesse no uso desse microrganismo como probiótico, para evitar amigdalites causadas por Streptococcus pyogenes. Objetivo A pesquisa em questão tem o objetivo de selecionar cepas de Streptococcus salivarius para seu uso potencial como probióticos na cavidade bucal, ou seja, produção de bacteriocinas contra Streptococcus pyogenes e habilidade de aderência à células KB. Material e método Coletou-se material de língua de 45 estudantes e semeou-se em placas de ágar Mitis Salivarius. As amostras foram testadas para verificar a produção de substâncias semelhantes à bacteriocina (BLIS) contra S. pyogenes, bioquimicamente e através de PCR para identificação de S. salivarius. As melhores cepas foram testadas quanto aderência à células KB. Resumidamente, as cepas de S. salivarius foram cultivadas em caldo, lavadas e suspensas à correspondência de 108 cels/ml. As células KB foram inoculadas em placas, lavadas e incubadas com as bactérias, para adesão. Estas foram lavadas para lise das células KB e liberação das bactérias para determinação de UFC. Resultado O teste de bacteriocina, mostrou que 133 cepas apresentaram atividade inibitória contra Streptococcus pyogenes. As cepas testadas para aderência à células KB, apresentaram diferentes perfis e somente três com alta capacidade de adesão. Conclusão: A seleção de cepas de Streptococcus salivarius com alta atividade inibitória contra Streptococcus pyogenes, bem como aderência a células KB, pode nos levar ao próximo passo, ou seja, o uso das melhores cepas para o estudo de colonização in vivo.

Antimicrobial activity of enterocin obtained from Enterococcus durans on Shiga-like toxin-producing Escherichia coli / Atividade antimicrobiana de enterocina produzida por Enterococcus durans sobre Escherichia coli produtora de toxina Shiga-like

ABSTRACT: Shiga-like toxin-producing Escherichia coli (STEC) is an important source of food contamination that presents risks to human health. Several industrial food processes eliminate this microorganism; however, these processes can alter the characteristics of the product. Alternative methods of preservation have been identified as an option to control these foodborne pathogens. The purpose of this study was to evaluate the action of bacteriocins produced by Enterococcus durans MF5 in STEC cells. Cell-free supernatant (CFS) containing enterocins from the MF5 isolate was tested over different time points (6, 18, and 24 h). Enterocins present in the crude CFS showed inhibition against STEC at all time points. In the investigation of cell integrity, using propidium iodide and fluorescence microscopy, considerable cell death was observed within 6 h of the cells being in contact with the enterocins, which was also observed at the 18 and 24 h time points. These results showed that the enterocins produced by the MF5 isolate have potential use in the control of STEC.

RESUMO: Escherichia coli, produtora de toxina Shiga-like (STEC), apresenta riscos à saúde humana, constituindo uma importante fonte de contaminação na indústria de alimentos. Diversos processos industriais eliminam esse microrganismo, contudo podem alterar as características do produto. Métodos alternativos de conservação tem sido uma opção para controlar esse microrganismo de alimentos. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a ação de bacteriocinas produzidas por Enterococcus durans MF5 em células de E. coli STEC. Foram utilizados sobrenadante livre de células (CFS) contendo enterocina, nos tempos 6, 18 e 24 horas de incubação. A enterocina presente no CFS bruto apresentou inibição contra E. coli STEC em todos os tempos testados. Na observação da integridade celular utilizando iodeto de propídio e observação em microscópio de fluorescência, observou-se que em 6h da célula em contato com a enterocina, já havia considerável morte celular, estendendo até os tempos de 18 e 24 horas. Os resultados obtidos mostraram que a enterocina produzida pelo isolado MF5 apresenta uso potencial no controle de E. coli STEC.

Combined effect of bacteriocin produced by Lactobacillus plantarum ST8SH and vancomycin, propolis or EDTA for controlling biofilm development by Listeria monocytogenes / Efecto combinado de la bacteriocina producida por Lactobacillus plantarum ST8SH y la vancomicina, el própolis o el EDTA para controlar el desarrollo del biofilm producido por Listeria monocytogenes

The Listeria monocytogenes strains selected in the present study exhibited similar behavior in biofilm formation, independently of the tested conditions (bacteriocin from L. plantarum ST8SH, vancomycin, propolis (a natural antimicrobial product) and EDTA (chelating agent)), individual or in associations. The individual application of vancomycin had better inhibitory activity than that of propolis and EDTA; however, the association of the previously mentioned antimicrobial agents with bacteriocins resulted in better performance. However, when we compared the effects of vancomycin, propolis and EDTA, we could clearly observe that the combined application of bacteriocin and vancomycin was more effective than the combination of bacteriocin and propolis, and bacteriocin and EDTA. Considering the current need to reduce the use of antimicrobials and chemical substances in food processing, propolis can represent an alternative to improve the inhibitory effect of bacteriocins against L. monocytogenes biofilm formation, based on the obtained results. In general, high concentrations of bacteriocin produced by L. plantarum ST8SH were more effective in biofilm inhibition, and similar results were observed for vancomycin and propolis; however, all tested EDTA concentrations had similar effect on biofilm formation.

Las cepas de Listeria monocytogenes seleccionadas en el presente estudio presentaron comportamientos similares en la formación de biofilms, independientemente de los tratamientos a las que fueron sometidas (bacteriocina de Lactobacillus plantarum ST8SH, vancomicina, própolis (produto natural antimicrobiano) y EDTA (agentes quelante)), individual o en combinaciones. La aplicación individual de vancomicina presentó una mejor actividad inhibitoria frente a las aplicaciones individuales de própolis y de EDTA; sin embargo, la combinación de estos agentes antimicrobianos con las bacteriocinas resultó en un mejor desempeño. Se observó claramente que la aplicación combinada de bacteriocina y vancomicina fue más efectiva para controlar el desarrollo de biofilm en comparación con la combinación de la bacteriocina y el própolis o de la combinación de la bacteriocina y el EDTA. Considerando la necesidad actual de reducir el uso de sustancias antimicrobianas y químicas en el procesamiento de alimentos y sobre la base de los resultados obtenidos, se puede afirmar que el própolis representa una alternativa para mejorar el efecto inhibitorio de bacteriocinas contra la formación de biofilm de L. monocytogenes. En general, altas concentraciones de la bacteriocina producida por L. plantarum ST8SH fueron más eficaces en la inhibición del biofilm, y se observaron resultados similares para la vancomicina y el própolis; sin embargo, todas las concentraciones de EDTA evaluadas tuvieron un efecto similar en la formación de biofilm.

Isolation, identification and technological properties of lactic acid bacteria from raw cow milk / Isolamento, identificação e propriedades tecnológicas de bactérias ácido lácticas a partir de leite de vaca cru

Lactic acid bacteria are used as starter culture for the production of fermented dairy products, and that occur naturally as indigenous microbiota of the raw milk. In this study, lactic acid bacteria were isolated from raw cow milk samples. The serial dilutions of raw milk were made and plated onto LM17 agar and MRS agar adjusted to pH 5.4. The isolates were firstly identified based on cell morphology, reaction to gram stain, catalase production, growth in MRS broth containing 2%, 4%, and 6.5% NaCl, growth ability of different temperatures and formation of gas in MRS broth. Acid formation in 10% reconstituted skim milk and antimicrobial activity against foodborne pathogens Listeria monocytogenes ATCC 7644, Stapylococcus aureus ATCC 25923, and Clostridium perfringens ATCC 13124 were examined using agar well diffusion method. The total of 90 LAB isolates were classified as Lactobacillus (37.78%), Lactococcus (36.67%), Enterococcus (20.00%), Streptococcus (4.44%), and Leuconostoc (1.11%). Based on technological properties, 56 of 90 isolates (42 cocci, 14 rods) were selected, and further identified at the species level using API 20 Strep and API 50 CH identification system, respectively. The Lactobacillus isolates were identified as Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei ssp. paracasei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii ssp. lactis, and Lactobacillus rhamnosus. The enzymatic profiles of the 17 selected isolates were studied with API ZYM system. The Lactobacillus spp. strains tested displayed high leucine arylamidase activity. Two Lactococcus lactis ssp. lactis AKS320.1 and AKS320.2 strains and one Enterococcus faecalis AKS424 strain were able to produce bacteriocin. In conclusion, some of these isolates could be considered as potential starter culture candidates for fermented milk products.

Bactérias de ácido lático são utilizadas como cultura inicial para a produção de produtos lácteos fermentados e que ocorrem naturalmente como microbiota indígena do leite cru. Neste estudo, as bactérias ácido lácticas foram isoladas a partir de amostras de leite cru de vaca. As diluições em série do leite cru foram feitos e plaqueadas em ágar LM17 e agar MRS ajustado para pH 5,4. Os isolados foram primeiramente identificados com base na morfologia das células, coloração pelo Método de Gram, produção de catalase, crescimento em caldo MRS contendo 2%, 4%, e 6,5% de NaCl, a capacidade de crescimento de diferentes temperaturas e formação de gás em caldo MRS. Foram avaliadas a formação de ácido em 10% de leite desnatado reconstituído e propriedades antagonistas contra os agentes patogênicos de origem alimentar Listeria monocytogenes ATCC 7644, Stapylococcus aureus ATCC 25923, e Clostridium perfringens ATCC 13124, usando o método de difusão em agar. O total de 90 isolados de laboratório foram classificados como Lactobacillus (37,78%), de Lactococcus (36,67%), Enterococcus (20,00%), Streptococcus (4,44%), e Leuconostoc (1,11%). Com base em propriedades tecnológicas, foram selecionados 56 dos 90 isolados (42 cocos, 14 hastes) e identificados ao nível das espécies usando o sistema de identificação API 20 Strep e API 50 CH, respectivamente. Os isolados de Lactobacillus foram identificados como Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei ssp. paracasei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii ssp. lactis e Lactobacillus rhamnosus. Os perfis enzimáticos dos 17 isolados selecionados foram estudados por meio do sistema API ZYM. As cepas de Lactobacillus possuem alta atividade de arilamidase leucina. Duas cepas de Lactococcus lactis ssp. lactis AKS320,1 e AKS320,2 cepas e um Enterococcus faecalis AKS424 estirpe foram capazes de produzir bacteriocina. Em conclusão, alguns destes isolados poderiam ser considerados como potenciais candidatos de cultura iniciadora para produtos à base de leite fermentados.

Bacteriocin-like inhibitory substance in aquaculture: a classic method of protein precipitation for a new aplicability / Substância inibidora tipo bacteriocina na aquicultura: método clássico de precipitação de proteínas para novas aplicações

Techniques to decrease losses from bacterial diseases are always important to improve the fish production. The use of antagonistic substances (bacteriocins) has been proven to be a viable option. The aim of this study was to evaluate different methods of purification for bacteriocin like inhibitory substances (BLIS). For the purification process, we isolated and used two Gram-positive bacilli that produce antagonistic substances for pathogens in aquaculture. Tests for detection of interfering factors were also performed. After the confirmation that the antagonistic action was due the BLIS activity, we carried out the purification methods. The methods tested were: cell free supernatant, acid extraction and ammonium sulfate precipitation at two concentrations (20 and 50%). Salmonella Tiphy CFP/IAL1472 and Aeromonas hydrophila (isolated in a tilapia production environment) were used as indicators of the efficiency of extracts in controlling pathogenic potentials. Ammonium sulfate precipitation at 50% was the most appropriate for purifying the antagonistic substance for both indicators. The extracts of the two isolates remained active for 22 days at 25ºC. These are promising results regarding the water and fish health without the use of antibiotics, in this manner being a safer environmental practice.

Técnicas para diminuir as perdas causadas por doenças bacterianas são importantes para melhorar continuamente a produção de pescado. O uso de substâncias antagônicas (bacteriocinas) tem-se mostrado uma opção viável. O objetivo do trabalho foi avaliar diferentes métodos de purificação de bacteriocinas como substâncias inibidoras (BLIS). Dois bacilos Gram-positivos, produtores de substâncias antagonistas para agentes patogênicos da aquicultura, foram utilizados em processos de purificação. Depois de confirmada a ação antagônica pela atividade de BLIS, os métodos de purificação foram realizados. Os métodos testados foram: células livres de sobrenadante, extração ácida e precipitação por sulfato de amônia em duas concentrações (20 e 50%). Salmonella Typhi PCP/IAL1472 e Aeromonas hydrophila (isolada de um ambiente de tilapicultura) foram utilizadas como indicadores de eficiência dos extratos. O precipitado por sulfato de amônio a 50% foi o mais adequado para purificar a substância antagonista para ambos os isolados indicadores. Os extratos dos dois isolados permaneceram ativos por 22 dias em 25ºC. Estes resultados são promissores do ponto de vista da manutenção da sanidade da água e dos peixes, sem uso de antibióticos, constituindo uma prática ambientalmente mais segura.

Optimization of the yield of bacteriocin-like substance (BLIS) produced by Pediococcus pentosaceus and its application as food bioconservative / Otimização do rendimento de substância semelhante a bacteriocina (BLIS) produzido por Pediococcus pentosaceus e sua aplicação como bioconservante de alimentos

Bacteriocins are peptides produced by various species of bacteria, especially lactic acid bacteria (LABs), which exhibit a large spectrum of action against spoilage bacteria and foodborne pathogens. However, when this bacteriocin has not been completely characterized regarding its amino acid and the nucleotide sequences of the corresponding gene, the qualified term bacteriocin-like inhibitory substance (BLIS) is recommended. In order to increase the antimicrobial activity of bacteriocins, the ability of probiotics LABs, such as Pediococcus pentosaceus, to ferment different carbon and nitrogen sources has been studied. For the development of an improved culture medium, carbon and nitrogen sources must be considered as nutrients responsible for cell growth and bacteriocin production. The best condition, after 48 h of cultivation, for growth (3.420 g/L) and for BLIS production by Pediococcus pentosaceus ATCC 43200 was in Man, Rogosa and Sharp (MRS) culture medium supplemented with 1.5% peptone, initial pH 6.0 and under the following culture conditions: anaerobiosis, 30oC and agitation of 200 rpm. Compared with control (MRS without supplement), the growth of Pediococcus was significantly lower (1.995 g/L) as well as it reduced significantly its generation time from 2.05 h (control) to 1.28 h (MRS supplemented), a reduction of approximately 62.5%. Moreover, addiction of peptone to MRS medium promoted reduction of 4 h to the Pediococcus exponential phase onset. Regarding BLIS antimicrobial activity, addition of nitrogen source to MRS medium was also quite significant. Through the agar diffusion method, BLIS showed inhibition halos between 12.50 and 19.50 mm against LABs strains (Lactobacillus sakei ATCC 15521, Lactobacillus plantarum CECT 221 and Carnobacterium piscicola CECT 4020). Against Listeria strains (Listeria innocua NCTC 111288 and Listeria seeligeri NCTC 11289), their antimicrobial activity was better detected in liquid medium assay, evaluating the minimal inhibitory concentration of 50%. BLIS was able to inhibit 60 and 100% of L. seeligeri and L. innocua, respectively, as well as, diluted 1x (v/v) in water was able to inhibit 100% growth of both Listeria. BLIS 17 showed also good results as food preservative when applied in ready-to-eat pork ham artificially contaminated with L. seeligeri in vacuum-package at 4oC during shelf life of 10 days. BLIS was able to maintain low Listeria multiplication, lower samples weight loss, low lipid peroxidation and good color parameters during samples storage. Results demonstrated the importance of optimizing the culture medium to increase microbial mass, to produce and to improve the activity of this antimicrobial molecule. Moreover, results also suggest the possible application of BLIS as a natural food preservative

Bacteriocinas são peptídeos produzidos por várias espécies de bactérias, especialmente bactérias ácido-láticas (BALs) e apresentam um amplo espectro de ação contra bactérias deteriorantes e patógenos de origem alimentar. Entretanto, quando estas bacteriocinas não foram completamente caracterizadas quanto a sequência de seus nucleotídeos e do seu gene correspondente, é recomendada a denominação de substância semelhante a bacteriocina (BLIS). Para aumentar a atividade antimicrobiana de bacteriocinas, a habilidade de BALs probióticas, como Pediococcus pentosaceus, em fermentar diferentes fontes de carbono e nitrogênio tem sido estudado. Para o desenvolvimento de um meio de cultura melhorado, fontes de carbono e nitrogênio devem ser consideradas como nutrientes responsáveis pelo crescimento celular e pela produção de bacteriocina. A melhor condição, após 48 h de cultivo, para o crescimento (3,420 g/L) e para a produção de BLIS por P. pentosaceus ATCC 43200 foi em meio de cultivo Man, Rogosa e Sharp (MRS) suplementado com 1,5% de peptona, pH inicial 6,0 e sob as seguintes condições de cultivo: anaerobiose, 30oC e agitação de 200 rpm. Comparado ao controle (MRS sem suplementação), o crescimento de Pediococcus foi significativamente menor (1,995 g/L) assim, como também, reduziu significativamente o tempo de geração de 2,05 h (controle) para 1,28 h (MRS suplementado), uma redução de aproximadamente 62,5%. Além disso, a adição de peptona ao meio MRS promoveu redução de 4 h para o início da fase exponencial de Pediococcus. Quanto a atividade antimicrobiana de BLIS, a adição de fonte de nitrogênio ao meio MRS também foi bastante significativa. Através do método ágar difusão, BLIS apresentou halos de inibição entre 12,50 a 19,50 mm contra cepas de BALs (Lactobacillus sakei ATCC 15521, Lactobacillus plantarum CECT 221 e Carnobacterium piscicola CECT 4020). Contra cepas de Listeria (Listeria innocua NCTC 11288 e Listeria seeligeri NCTC 11289), a sua atividade inibitória foi melhor detectada em meio líquido, através da determinação da concentração mínima inibitória de 50%. BLIS sem diluição foi capaz de inibir 60 e 100% de L. seeligeri e L. innocua, 15 respectivamente, assim como, diluído 1x (v/v) em água foi capaz de inibir 100% o crescimento de ambas Listeria. BLIS também apresentou bons resultados como conservante de alimento quando aplicado em presunto contaminado artificialmente com L. seeligeri e armazenado a 4oC a vácuo por 10 dias. BLIS foi capaz de manter baixa a multiplicação de Listeria, menor perda de peso das amostras, baixa peroxidação lipídica e bons parâmetros de cor durante o armazenamento das amostras. Os resultados demonstraram a importância de se otimizar meio de cultivo tanto para o aumento da massa microbiana como para a produção e melhoramento da atividade desta molécula antimicrobiana. Além disso, os resultados também sugerem a possível aplicação de BLIS como conservante natural de alimentos

Produção biotecnológica de biossurfactante por Lactococcus lactis CECT-4434 a partir de resíduos agroindustriais e avaliação de suas propriedades / Biotechnological production of biosurfactant by Lactococcus lactis CECT- 4434 from agroindustrial residues and evaluation of its properties

A bactéria Lactococcus lactis subsp. lactis CECT-4434 foi empregada para investigar o efeito da composição do meio de cultivo na produção biotecnológica de biossurfactante e, adicionalmente bacteriocina. Utilizou-se resíduos agroindustriais, tais como soro de leite e vinhaça de uva, para formular meios de cultivos mais econômicos e naturais, suplementados sacarose e extrato de levedura. Um planejamento fatorial fracionado 24, com adição de três ensaios nos pontos centrais foi empregado para avaliar a influência destas variáveis. A produção de biossurfactante foi influenciada positivamente pela concentração soro de leite, onde 15 % deste demonstrou melhor resultado reduzindo a tensão superficial em cerca de 18,1 mN/m, alcançando produção máxima de biossurfactante equivalente em surfactina de 11,02 mg/L. Em relação à síntese de bacteriocina, a fonte de carbono adicional (sacarose) interferiu de forma antagonista, ou seja, quanto menor a concentração de sacarose, maior a síntese de bacteriocina (com aumento da zona de inibição em 14,2% contra Staphylococcus aureus CECT-239). Observou-se que o ensaio conduzido em biorreator, sob microaeração com 5% de oxigênio dissolvido, promoveu maior produção de biossurfactante (11,6 mg/L) quando comparados aos estudos conduzidos com maior concentração de oxigênio entre 30 a 100%, com produção em média de 2,3 mg/mL. Destaca-se que nenhum estudo da influência do oxigênio dissolvido, principalmente em microaerofilia, para a produção de biossurfactante por bactérias láticas já havia sido realizado. Ademais, o biossurfactante produzido se mostrou altamente estável frente a valores extremos de pH e temperatura, além de demonstrar notável propriedade antimicrobiana e antiadesiva, inibindo Listeria monocytogenes NADC 2045 e Salmonella entérica CECT-724 em mais de 90%.

Lactococcus lactis subsp. lactis CECT-4434 was used to investigate the effect of the composition of the culture media on the biotechnological production of biosurfactant and bacteriocin additionally. Agroindustrial residues, such as whey and grape vinasse, were used to formulate more economical and natural culture media, supplemented with sucrose and yeast extract. A fractional factorial design 24, with addition of three runs at the central points was used to evaluate the influence of these variables. The biosurfactant production was positively influenced by the concentration of whey, where 15% showed a better result reducing the surface tension by 18.1 mN/m, reaching a maximum production of biosurfactant equivalent in surfactin of 11.02 mg/L. In relation to bacteriocin synthesis, the sucrose interfered in an antagonistic way, that is, the lower the sucrose concentration, the greater the bacteriocin synthesis (with an increase in the zone of inhibition in 14.2% against Staphylococcus aureus CECT-239). It was observed that the bioreactor conducted under microaeration with 5% dissolved oxygen promoted a higher biosurfactant production (11.6 mg/L) when compared to studies conducted with a higher concentration of oxygen between 30 and 100%, with production on average 2.3 mg/mL. It is noteworthy that no study of the influence of dissolved oxygen, mainly in microaerophilic, for the biosurfactant production by lactic acid bacteria had already been carried out. In addition, the biosurfactant produced proved to be highly stable against extreme values of pH and temperature, and demonstrated remarkable antimicrobial and antiadhesive properties, inhibiting Listeria monocytogenes NADC 2045 and Salmonella entérica CECT-724 in more than 90%.

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 leite

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.

Efecto de las condiciones de crecimiento y composición del medio de cultivo sobre la producción de bacteriocina de Enterococcus mundtii Tw56 / Effect of growth conditions and culture medium composition on bacteriocin production by Enterococcus mundtii Tw56

Enterococcus mundtii Tw56 es una cepa productora de bacteriocina que fue aislada del contenido intestinal de pejerrey (Odontesthes sp.). El objetivo del presente trabajo fue determinar los factores fisicoquímicos y la composición del medio de cultivo para lograr un mayor rendimiento de células viables y producción de bacteriocina. No se observaron cambios en la producción del antimicrobiano cuando la glucosa fue sustituida por fructosa o maltosa en la formulación del medio MRS. Por el contrario, la mayor actividad de las bacteriocinas se obtuvo cuando se utilizó el extracto de carne como fuente única de nitrógeno. Mientras que la máxima biomasa se alcanzó a 35 °C, las temperaturas óptimas para la producción de bacteriocina se observaron a 25 y 30 °C. El pH inicial óptimo para el crecimiento celular y bioactividad fue 6,5, ambos parámetros disminuyeron cuando la experiencia comenzó a pH 6,0 o 5,5. La formación de biomasa y la producción de bacteriocina disminuyeron en presencia de cloruro de sodio. La cepa comenzó a producir bacteriocina en la fase exponencial tardía. La actividad aumentó en función de la masa celular y alcanzó el máximo al final de la fase exponencial (12 h). Una disminución de la actividad antimicrobiana se observó en la fase estacionaria (16 h), posiblemente debido a la degradación por enzimas proteolíticas.

Enterococcus mundtii Tw56 is a bacteriocin-producing strain that was isolated from intestinal content of silverside (Odontesthes sp.). The aim of the present work was to determine physicochemical factors and culture medium composition for higher yield of viable cells and bacteriocin production. No changes were observed in the antimicrobial production when glucose was replaced by fructose or maltose in the MRS medium formulation. On the other hand, highest bacteriocin activity was obtained when meat extract was used as a sole nitrogen source. While the maximun biomass was achieved at 35 ºC, the optimal temperatures for bacteriocin production were observed at 25 and 30 ºC. The optimal initial pH for cell growth and bioactivity was 6.5, both parameters dropped when the experience started at pH 6.0 or 5.5. Biomass formation and bacteriocin production decreased in the presence of sodium chloride. The strain started producing the bacteriocin at the late exponential phase. The activity increased as a function of the cell mass and reached the maximun at the end of exponential phase (12 h). A decrease of antimicrobial activity was observed in the stationary phase (16 h), possibly due to degradation by proteolitic enzimes.

Caracterizacióndde los metabolitos de bacteriasácido lácticas y efecto inhibiddor de las bacteriocinas en microorganismos patógenos en alimentos: revisión sistemática de la literatura, 2008-2012 / Characterizaton of metabolits of lactic acid bacteria and inhibitory effectt of bacteriocins on pathogenic microorganisms in foods: a systematic literature review, 2008-2012

Introducción: las bacterias ácido lácticas son utilizadas en la industria por preservar y mejorar las propiedades sensoriales de los alimentos; sus metabolitos, pueden inhibir el crecimiento de Salmonella spp., Listeria monocytogenes, Escherichia coli y Staphylococcus aureus. Objetivo: caracterizar las investigaciones sobre metabolitos inhibidores de crecimiento microbiano y describir el efecto inhibitorio de las bacteriocinas de bacterias ácido lácticas en microorganismos patógenos en alimentos. Método: revisión sistemática de la literatura basada en artículos originales publicados en Science direct, PubMed y SCOPUS. Se realizó una búsqueda empleando los términos bacteriocinas, ácido láctico, peróxido de hidrógeno, ácido cítrico, bacteriocina, alimentos, Salmonella spp., Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coli. Resultados: se identificaron 125 estudios sobre metabolitos inhibidores, de estos solo 31 se realizaron en alimentos. En lo referente a las bacteriocinas y el tipo de microorganismo inhibido se obtuvieron 114, de los cuales 50 trabajaron con bactericionas producidas por bacterias ácido lácticas. El metabolito más frecuente fue la bacteriocina. Los microorganismo más estudiados son Listeria monocytogenes y Staphylococcus aureus. Los productos más frecuentemente estudiados son lácteos y cárnicos. Conclusión: las bacteriocinas son los metabolitos más estudiados para inhibir el crecimiento de microorganismos patógenos en matrices alimentarias; estas podrían reducir las enfermedades transmitidas por alimentos.

Introduction: Lactic acid bacteria are widely used in the food industry in order to preserve food and improve food sensory properties; its metabolites can inhibit the growth of Salmonella, Listeria monocytogenes, Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Objective: To characterize the studies about microbial growth inhibiting metabolites and to describe the inhibitory effect of lactic acid bacteria bacteriocins in pathogenic microorganisms in food. Method: A systematic literature review with original articles published in Science Direct, PubMed and SCOPUS. The terms bacteriocins, lactic acid, hydrogen peroxide, citric acid, food, bacteriocin, Salmonella spp., Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coli were used in the search. Results: One hundred-twenty-five studies about inhibitors metabolites were found, from which only 31 were carried out on food. Regarding bacteriocins and the type of microorganism inhibited, 114 studies were obtained, from which 50 worked with bactericins produced by acid lactic bacteria. The most common metabolites were bacteriocins. The most studied microorganism is Staphylococcus aureus and Staphylococcus aureus. The most frequently studied products are dairy and meat. Conclusion: The bacteriocins are the most studied metabolites to inhibit the growth of pathogenic microorganisms in food matrices; these might be relevant to reduce the foodborne illness.

Lactato de sódio, nisina e sua combinação na validade comercial da linguiça Toscana embalada a vácuo e estocada a 4°C / Sodium lactate, nisin and their combination in the shelf life of pork sausage vacuum packed and stored at 4°C

Objetivou-se, neste estudo, avaliar a validade comercial de quatro formulações de linguiça toscana (Controle - sem adição de aditivo, F1 - adicionada de 3% de lactato de sódio, F2 - adicionada de 0,5% de nisina e F3 - adicionada de 3% de lactato de sódio e 0,5% de nisina). As amostras foram distribuídas em sacos de polietileno contendo 200 gramas para cada formulação e dia de estocagem, para posteriores análises bacteriológicas e físico-químicas. Todas as formulações foram embaladas a vácuo e mantidas sob refrigeração a temperatura de 4°C. Em relação à validade comercial, as amostras foram submetidas às seguintes análises bacteriológicas: contagem de bactérias heterotróficas aeróbias mesófilas e psicrotróficas; contagem de bactérias ácido-láticas e contagem de enterobactérias. As análises fisico-químicas realizadas foram: pH, atividade de água e teor de substância reativa ao ácido tiobarbitúrico. Interpretando-se os resultados obtidos no experimento, concluiu-se que a utilização da combinação de 3% de lactato de sódio e 0,5% de nisina, aumentou a validade das amostras, quando comparada às demais.

The aim of this study was to evaluate the shelf life of four commercial formulations pork sausage (Control - no added additive, F1 - added 3% sodium lactate, F2 - added 0.5% nisin and F3 - added 3 % sodium lactate and 0.5% nisin). The samples were distributed into polyethylene bags containing 200 grams for each day of storage and formulation for subsequent bacteriological and physicochemical analysis. All formulations were vacuum packed and stored at 4°C. Regarding the shelf life samples were submitted to the following bacteriological counts of heterotrophic bacteria aerobic mesophilic and psychrotrophic; count of lactic acid bacteria count and Enterobacteriaceae. The analyzes were carried out physico-chemical: pH, water activity and the content of thiobarbituric acid reactive substance. Interpreting the results obtained in the experiment it was concluded that the use of a combination of 3% sodium lactate and 0.5% nisin increased the shelf life compared to other samples. Key words: natural antimicrobial, bacteriocin, storage and pork sausage filling.

TSST-1, enterotoxin and bacteriocin-like substance production by Staphylococcus aureus isolated from foods / TSST-1, enterotoxinas e substâncias tipo bacteriocina produzidas por Staphylococcus aureus isolados de alimentos

The production of Toxic Shock Syndrome Toxin-1 (TSST-1), enterotoxins and bacteriocin-like substances was evaluated in 95 strains of Staphylococcus aureus recovered from raw bovine milk (n=31) and from food samples involved in staphylococcal food poisoning (n=64). Enterotoxigenicity tests with the membrane over agar associated to optimal sensibility plate assays were performed and showed that 96.77% of strains recovered from milk and 95.31% from food samples produced enterotoxins A, B, C, D or TSST-1. Reference strains S. epidermidis, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Lactobacillus casei, Pseudomonas aeruginosa, S. aureus, Salmonella Typhimurium, Escherichia coli, Enterococcus faecalis and Bacteroides fragilis were used as indicator bacteria in the antagonistic assays, the first five being sensitive to antagonistic substances. Brain heart infusion agar, in pH values ranging from 5.0 to 7.0 in aerobic atmosphere showed to be the optimum condition for antagonistic activity as evaluated with the best producer strains against the most sensitive indicator bacterium, L. monocytogenes. Sensitivity to enzymes confirmed the proteinaceous nature of these substances. Neither bacteriophage activity nor fatty acids were detected and the antagonistic activity was not due to residual chloroform. Results did not establish a positive correlation between the bacteriocinogenic profile and toxigenicity in the tested S. aureus strains.

Avaliou-se a produção de toxina-1 da síndrome do choque tóxico (TSST-1), enterotoxinas e substâncias antagonistas tipo bacteriocina em 95 amostras de Staphylococcus aureus recuperadas de leite bovino in natura (n=31) e de alimentos envolvidos em surto de intoxicação (n=64). Testes de enterotoxigenicidade pelo método da membrana sobre ágar, associado à técnica da sensibilidade ótima em placa, revelaram que 96,77% das amostras do leite e 95,31% daquelas dos alimentos produziram enterotoxinas estafilocócicas tipos A, B, C, D ou TSST-1. Nos ensaios de antagonismo, foram utilizadas como reveladoras amostras de referência de S. epidermidis, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Lactobacillus casei, Pseudomonas aeruginosa, S. aureus, Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Enterococcus faecalis e Bacteroides fragilis, sendo as cinco primeiras sensíveis às substâncias produzidas. As condições ótimas para a atividade antagonista, avaliadas com as melhores produtoras contra a indicadora mais sensível, L. monocytogenes, foram observadas em aerobiose, em ágar infuso de cérebro-coração, nos valores de pH entre 5,0 e 7,0. A sensibilidade a enzimas confirmou a natureza proteica destas substâncias. Não foram detectadas atividades de bacteriófagos nem de ácidos graxos, e a atividade antagonista não foi devido ao clorofórmio residual. Os resultados não mostraram correlação entre o perfil bacteriocinogênico e a toxigenicidade nas amostras de Staphylococcus testadas.

Produção de nisina em leite desnatado diluído por Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454 em biorreator / Nisin production in diluted skimmed milk utilizing Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454 in bioreactor

Nisina é um peptídeo antimicrobiano natural produzido por Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454 durante a fase exponencial de crescimento. A bacteriocina é usada como conservante natural de alimentos, uma vez que mostra atividade antimicrobiana contra bactérias Gram-positivas e esporos. Tem potencial aplicação em inúmeros campos (farmacêutico, veterinário e cosméticos). O objetivo deste trabalho foi estudar a cinética de crescimento bacteriano e a produção de nisina em biorreator, utilizando leite desnatado diluído, como um meio de cultura a baixo custo. Também foram avaliados os consumos de açúcar e proteína, formação de ácido lático e adsorção de nisina nas células produtoras durante os processos de produção de nisina. Pré-cultivos com 107 UFC.mL-1 de Lactococcus lactis foram cultivados em biorreator de 2 L contendo 25 por cento de leite desnatado diluído em água (1,5 L, pH 6,7). Os ensaios foram esenvolvidos a 30°C por 52 horas, variando a agitação e aeração: (i) 200 rpm (0,0, 0,5, 1,0 e 2,0 L.min-1) e (ii) 100 rpm (0,0 e 0,5 L.min-1). A atividade de nisina foi avaliada pelo método de difusão em ágar, utilizando Lactobacillus sakei ATCC 15521 como microrganismo sensível à ação de nisina. A melhor concentração de nisina (62,68 mg.L-1 ou 2511,89 AU.mL-1), foi obtida em 16 horas, 200 rpm e sem aeração (kLa = 5,29 x 10-3 h-1). A adsorção de nisina nas células produtoras foram baixas (6,8 - 15,1 por cento), quando comparadas com a atividade do sobrenadante. Estes resultados mostraram que o meio de cultivo composto por leite desnatado diluído favoreceu o crescimento celular e produção associada ao crescimento da nisina. Foram realizados estudos preliminares de liofilização (bioconservação) e purificação por cromatografia da nisina produzida em biorreator. A liofilização apresentou perda da atividade de nisina (24,8 por cento), enquanto a purificação por cromatografia de interação hidrofóbica com resina Butyl-Sepharose,...

Nisin is a natural antimicrobial peptide produced by Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454 during its exponential growth phase. The bacteriocin is used as natural food preservative due to its antimicrobial activity against Gram-positive bacteria and outgrowth of spores. This property allows its application in numerous fields (pharmaceutical, veterinary and cosmetic). The aim of this work was to study the bacterial growth kinetics of L. lactis and respective nisin production in bioreactor, using diluted skimmed milk as an inexpensive medium. During the production, the consumption of sugar and protein, lactic acid formation and nisin adsorption on the producer strain cells were evaluated. Pre-cultivation with 107 UFC.mL-1 of L. lactis were expanded in a 2 L bioreactor containing 25 percent diluted skimmed milk in water (1.5 L, pH 6.7). The assays were performed at 30°C for 52 hours, varying agitation and airflow rate: (i) 200 rpm (0.0, 0.5, 1.0 and 2.0 L.min-1) and (ii) 100 rpm (0.0, 0.5 L.min-1). Nisin activity was evaluated through diffusion assays using Lactobacillus sakei ATCC 15521 as sensitive strain. The best nisin concentration (62.68 mg.L-1 or 2511.89 AU.mL-1), was achieved at 16 hours, 200 rpm and with no airflow rate (kLa = 5.29 x 10-3 h-1). The quantity of nisin adsorbed by the producer cells were low (6.8 -15.1 percent) when compared to the quantity released in the supernatant. These results showed that diluted skimmed milk supported cell growth and growth-associated nisin. Preliminary assays of lyophilization (biopreservation) and purification by chromatography of nisin produced in bioreactor were performed. Lyophilization presented a loss of nisin activity (24.8 percent) while purification by hydrophobic interaction chromatography with Butyl-Sepharose column recovered 40 percent of the activity, showing that both processes can be applied to the bacteriocin.

Bacteriocin production by Lactobacillus plantarum AMA-K isolated from Amasi, a Zimbabwean fermented milk product and study of the adsorption of bacteriocin AMA-K to Listeria sp

Bacteriocin AMA-K produced by Lactobacillus plantarum AMA-K inhibits the growth of Enterococcus spp., Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae and Listeria spp. Growth of strain AMA-K in BHI, M17, soy milk and molasses was similar to growth in MRS. The effect of organic nitrogen sources, carbohydrates, glycerol, K2HPO4 and KH2PO4, MgSO4, MnSO4, tri-ammonium citrate, Tween 80, vitamins and initial pH on bacteriocin AMA-K was determined. The mode of action of bacteriocin AMA-K was studied. The effect of bacteriocin AMA-K to actively growing Listeria innocua LMG13568, L. ivanovii subsp. ivanovii ATCC19119 and L. monocytogenes ScottA was determined. Adsorption of bacteriocin AMA-K to target cells at different temperatures, pH and in presence of Tween 20, Tween 80, ascorbic acid, potassium sorbate, sodium nitrate and sodium chloride were studied. Bacteriocin AMA-K shares high homology to pediocin PA-1.

A bacteriocina AMA-K produzida por Lactobacillus plantarum AMA-K inibe a multiplicação de Enterococcus spp, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae e Listeria spp. A multiplicação da cepa AMA-K em BHI, leite de soja e melaço foi semelhante à multiplicação em MRS. O efeito de fontes de nitrogênio orgânico, carboidratos, glicerol, K2HPO4 e KH2PO4, MgSO4, MnSO4, citrato de triamônio, Tween 80, vitaminas e pH inicial sobre a bacteriocina AMA-K foi determinada. O modo de ação da bacteriocina AMA-K foi estudado. O efeito da bacteriocina AMA-K sobre Listeria innocua LMG13568, Listeria ivanovii subsp.ivanovii ATCC19119 e Listeria monocytogenes Scott A foi determinado. A adsorção da bacteriocina AMA-K às células-alvo em diferentes temperaturas, pH e na presença de Tween 20, Tween 80, ácido ascórbico, sorbato de potássio, nitrato de sódio a cloreto de sódio foi avaliada. A bacteriocina AMA-K apresenta grande homologia a pediocina PA-1.

Efecto de la nisina sobre la microflora patógena del queso blanco artesanal tipo"telita" elaborado en una quesera de Upata, Estado Bolívar, Venezuela / Effect of nisin over the pathogenic microflora of artisan "telita" type white cheese produced at a cheese factory in Upata, Bolivar State, Venezuela

Resumen Se evaluó el efecto inhibitorio de dos concentraciones de nisina (10,0 y 16,7 mg/kg) sobre la población de Staphylococcus aureus, coliformes totales, Escherichia coli, Salmonella spp y Listeria monocytogenes en queso blanco tipo "telita" elaborado en una quesera de Upata, Estado Bolívar. El número de S. aureus, coliformes totales y Escherichia coli se determinó mediante la siembra en películas secas rehidratables Petrifilm 3M; siendo los recuentos de S. aureus significativamente menores (p < 0,05) en las muestras de queso "telita" con las dos concentraciones de nisina ensayadas con respecto a las muestras control. No se detectó Salmonella spp ni Listeria monocytogenes en ninguna de las muestras analizadas Se encontró que las dos concentraciones de nisina adicionadas al queso "telita" ejercieron un efecto inhibitorio sobre la población de S. aureus presente como microflora contaminante en las mismas.

Abstract The inhibitory effect of two nisin concentrations (10.0 and 16.7 mg/kg) over the Staphylococcus aureus, total coliforms, Escherichia coli, Salmonella spp and Listeria monocytogenes population was evaluated in "telita" type white cheese produced at a cheese factory in Upata, Bolivar State. The number of S. aureus, total coliforms and Escherichia coli was determined by inoculation in Petrifilm 3M dry rehydratable films. The S. aureus counts were significantly smaller (p<0.05) in the "telita" cheese samples with the two nisin concentrations tested as compared with the control samples. No Salmonella spp or Listeria monocytogenes were detected in any of the samples analyzed. It was determined that the two nisin concentrations added to the "telita" cheese exerted an inhibitory effect over the S. aureus present in them as contaminant microflora.

Comparison of two methods for purification of plantaricin ST31, a bacteriocin produced by Lactobacillus plantarum ST31

Two methods of purification of the plantaricin ST31, a bacteriocin produced by Lactobacillus plantarum ST31 are used in this study - the method of ammonium sulfate precipitation, Sep-pack C18 cartridge and reverse-phase HPLC chromatography on C18 Nucleosil column, and the method of direct purification by cation exchange SP Sepharose Fast Flow column Amersham (Pharmacia Biotech). The purity of the products from the two experimental protocols are examined for their molecular weight, aminoacid composition and sequence. Comparison of results show that the plantaricins purified with the two methods are identical. Both methods may be used to purify plantaricin ST31. Comparison of the yield in the purification protocols is 0.8% in the HPLC experimental protocol and 5.9% in the cation-exchange chromatography method.

Dois métodos de purificação de plantaricin ST31, uma bacteriocina produzida por Lactobacillus plantarum ST31 foram usados neste estudo - o método de precipitação pelo sulfato de amônia usando cartucho Sep-pack C18 para a filtração e HPLC de fase reversa em coluna de C18 Nucleosil, e o método de purificação direta por troca catiônica SP Sepharose "Fast Flow column Amersham" (Pharmacia Biotech). A pureza dos produtos obtidos pelos dois protocolos foi examinada através da determinação dos pesos moleculares, composição e seqüência dos aminoácidos. A comparação destes resultados revelou que, em termos da pureza dos produtos, não havia diferenças entre os dois métodos de purificação podendo-se, portanto, utilizar qualquer um dos protocolos de purificação testados. No entanto, o rendimento da purificação pelo método da troca catiônica foi de 5.9% enquanto o do método HPLC foi de 0.8%.