Evaluación del desempeño de una celda de combustible microbiana con electrodo de grafito modificado para el tratamiento de agua residual del procesamiento del café / Evaluation of the performance of a microbial fuel cell with modified graphite electrode for the treatment of wastewater from coffee processing / Avaliação do desempenho de uma célula combustível microbial com eletrodo de grafite modificado para o tratamento de águas residuais do processamento de café

Resumen La actividad cafetalera en Costa Rica procesa aproximadamente 69.000 toneladas de café mediante la técnica de beneficiado húmedo. Esta actividad conlleva un alto impacto ambiental debido a la generación de8Lde agua residual/kg de café oro producido. El presente trabajo tiene como objetivo utilizar el agua residual del procesamiento de café como sustrato en celdas combustibles microbianas (CCM), con el propósito de generar energía eléctrica a través de su uso y, a la vez, disminuir la carga orgánica del residuo. La CCM empleó un cátodo modificado con ftalocianinas de hierro (FePc), generó una eficiencia coulómbica de 0,7% y una densidad de potencia de 89 UW/ cm2 en un ciclo de operación de cinco días. Además, se determinó que la CCM disminuye la demanda química de oxígeno (DQO) del residuo hasta en 27% bajo las condiciones de operación nativas del sustrato, a temperatura ambiente, sin mediadores químicos para la reacción anódica y con el uso de electrodos de platino para el cátodo. El estudio confirma la oportunidad de emplear el sustrato con una flora microbiana nativa apta para la operación de la tecnología de la CCM, y así perfilar el dispositivo como una opción novedosa para el tratamiento de este residuo en Costa Rica.

Abstract In Costa Rica coffee production is the most traditional agroindustrial activity, each year approximately 69,000 tons of coffee are processed through the technique of wet processing. The process has a high environmental impact since it generates eight liters of wastewater/kg of produced coffee. Consequently, the main goal of this research was to evaluate the electric generation of a Microbial Fuel Cell (MFC) with two chambers, using coffee wastewater as a substrate, which would generate a sustainable solution with an added economic value to this waste in Costa Rica. The MFC with a cathode modified with iron phthalocyanines (FePc) generated a coulombic efficiency of 0.7% and a power density of 89 -uW/cm2 in a 5-day operation cycle. In addition, it was determined that the MFC decreases the COD of the waste by up to 27% under native substrate conditions, without the use of high temperatures, or chemical mediators for the anodic reaction and platinum electrodes for the cathode chamber. The efficiency of the device can be improved with changes at design level that reduce the ohmic internal resistance and improve electrical generation, the study confirms the potential of the substrate with a native microorganism suitable for the use of MFC technology, shaping the device as a novelty option for the treatment of the waste in Costa Rica.

Resumo A indústria do café na Costa Rica processa cerca de 69 000 toneladas de café por meio da técnica de moagem úmida, o que acarreta um alto impacto ambiental devido à geração de 8 L de água residual / kg de café dourado. O objetivo deste trabalho era usar águas residuais do processamento do café como substrato em Células de Combustível Microbianas (CCM) a fim de gerar energia elétrica por meio do seu aproveitamento e ao mesmo tempo reduzir a carga orgânica do resíduo. CCM usando cátodo modificado com ftalocianinas de ferro (FePc) gerou uma eficiência coulômbica de 0,7% e uma densidade de potência de 89 uW/cm2 em um ciclo operacional de cinco dias. Além disso, foi determinado que o CCM reduz a Demanda Química de Oxigénio (DQO) do resíduo em até 27% nas condições nativas de operação do substrato, à temperatura ambiente, sem mediadores químicos para a reação anódica e com a utilização de eletrodos de platina para o cátodo. O estudo confirma a oportunidade de utilizar o substrato com flora microbiana nativa adequada para o funcionamento da tecnologia CCM e, assim, delinear o dispositivo como uma nova opção para o tratamento desses resíduos na Costa Rica.

Avaliação da comunidade microbiana, com ênfase para a espécie Enterococus faecalis, em dentes decíduos com necrose pulpar através de técnicas fenotípicas e moleculares / Evaluation of microbiota with emphasis on species of Enterococcus faecalis, in primary teeth root canals with pulp necrosis, using conventional and molecular microbiological techniques

Infecção endodôntica em dentes decíduos tem sido pouca avaliada, apesar da influência destes sobre a dentição permanente. No presente estudo foi avaliada a microbiota, com ênfase na espécie de Enterococcus faecalis, de canais radiculares de dentes decíduos com diagnóstico de necrose pulpar, utilizando-se técnicas microbiológicas convencionais e moleculares. Para tanto, um estudo do tipo seccional, clínico e laboratorial foi desenvolvido, sendo a coleta do material endodôntico realizada na clínica de Odontopediatria da Faculdade de Odontologia da UFRJ. Para o estudo, 244 crianças saudáveis foram examinadas no período de um ano, e destas, 43 se enquadravam nos critérios de inclusão. O material foi coletado do canal radicular utilizando-se cones estéreis de papel, dos quais dois foram inoculados em caldo seletivo-indicador Enterococcosel e os outros dois em TSB-DMSO sob congelamento a -20º C. A identificação de E. faecalis foi realizada a partir do cultivo inicial no caldo e subcultivo em agar sangue para observação de colônias bacterianas características. Testes bioquímicos e enzimáticos e a Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) para o gene do rRNA 16S também foram utilizados para identificação da espécie. A técnica de Eletroforese em Gel com Gradiente Desnaturante (DGGE) foi utilizada para avaliação do perfil da comunidade microbiana presentes nos espécimes clínicos. Os resultados mostraram que dos 43 espécimes clínicos obtidos, 18 foram excluídos devido à contaminação no controle. Entre os 25 casos estudados, 10 foram positivos no caldo de enterococcosel, sendo cinco (20%) positivos para a espécie E. faecalis nos testes fenotípicos e na PCR. Outros cinco espécimes foram positivos no caldo, mas as amostras bacterianas não apresentaram bioquímica compatível com a espécie E. faecalis, e foram então submetidas ao seqüenciamento de um fragmento do gene do rRNA 16S. Foram identificados Lactobacillus plantarum (4 amostras) e Lactobacillus rhamnosus (1 amostra). Não houve relação dos dados clínicos com a presença de E. faecalis (p > 0,05). A técnica de DGGE mostrou uma comunidade polimicrobiana nos 25 espécimes analisados e, considerando-se o número de bandas no gel, um número ≥ 20 foi relacionado com pacientes com idade ≤ 4 anos e  20 bandas com pacientes com mais de 4 anos de idade (p  0,05). Relação significativa também foi observada entre idade  4 anos e cárie em dente posterior, assim como entre idade  4 anos e cárie em dente anterior. Trauma como causa de infecção endodôntica foi significativa entre crianças com 4 anos de idade. Os resultados demostram a presença de E. faecalis em infecções endodônticas com necrose pulpar em dentição decídua, confirmando sua presença na cavidade oral destes pacientes. Adicionalmente, a técnica de DGGE mostrou uma comunidade polimicrobiana, indicando associação entre idade do paciente e doença cárie.

Endodontic infections in primary teeth have been poorly evaluated despite their influence on permanent dentition. In the present study we assessed the microbiota, with emphasis on species of Enterococcus faecalis, in primary teeth root canals with pulp necrosis, using conventional and molecular microbiological techniques. Thus, a cross-sectional study of clinical and laboratory data was developed. The material was collected at the endodontic clinic of Pediatric Dentistry, Faculty of Dentistry, UFRJ. For the study, 244 healthy children were examined during one year, and of these, 43 met the inclusion criteria. Material was collected from root canals using sterile paper cones. Four paper cones were used for each canal: two were inoculated in the selective broth indicator Enterococcosel and anothers two placed in TSB-DMSO and frozen at -20 ° C until required. Identification of E. faecalis was initially made using culture in broth and subculture on blood agar for observational characteristics of bacterial colonies. Biochemical and enzymatic analysis as well as Polymerase Chain Reaction (PCR) for the 16S rRNA gene were also used for species identification. The Gradient Gel Electrophoresis Agents denaturants (DGGE) technique was used to assess the profile of the microbial communities present in the clinical specimens. Eighteen (18) of the 43 clinical specimens obtained were excluded due to contamination. Among the 25 cases studied, 10 were positive for the species E. faecalis in Enterococcosel broth, five (20%) were positive in the phenotypic tests and PCR. Another five specimens were positive in the broth medium, but the bacterial samples showed no biochemical species compatible with E. faecalis, and so were subjected to sequencing of a fragment of the 16S rRNA gene. Lactobacillus plantarum were identified (4 samples) and Lactobacillus rhamnosus (1 sample). There was no statistically significant correlation of clinical data with the presence of E. faecalis (p> 0.05). The DGGE analysis showed a community polymicrobial. About 20 bands or more were associated with patients ≤ 4 years old and that lesser 20 bands were associated with patients over 4 years old (p  0,05). A significant relationship was also found between patients > 4 years old and caries in posterior teeth, as well as between patients  4 years and anterior tooth caries. Trauma as the cause of endodontic infection was significant among children  4 years old. The results show the presence of E. faecalis in endodontic infections with pulp necrosis in the primary dentition, confirming its presence in the oral cavity of patients. Additionally, DGGE showed a polymicrobial community in 25 samples obtained, suggesting an association between patient age and tooth decay.

Application of molecular fingerprinting for analysis of a PAH-contaminated soil microbiota growing in the presence of complex PAHs / Aplicação de técnica molecular para análise da microbiota de solo contaminado em misturas complexas de HPAs

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) constitute a group of priority pollutants which are present at high concentrations in the soils of many industrial contaminated sites. Pollution by these compounds may stimulate growth of organisms able to live in these environments causing changes in the structure of the microbial community due to some cooperative process of metabolization of toxic compounds. A long-term PAH-contaminated soil was stored for several years and used to analyze the native microbiota regarding their ability to grow on pyrene, benzo[a]pyrene, as well as in mixtures of LMW- and HMW-PAHs. Molecular profiles of the microbial community was assessed by PCR-DGGE of 16S rRNA gene, and the number of bands observed in DGGE analyses was interpreted as dominant microbial members into the bacterial community. Results of PAH-contaminated soil microorganisms showed different profiles in the degradative dynamics when some nutrients were added. Predominant species may play a significative role while growing and surviving on PAHs, and some other metabolically active species have emerged to interact themselves in a cooperative catabolism of PAHs.

Os hidrocarbonetos poliaromáticos (HPAs) são considerados poluentes prioritários presentes em expressiva concentração no solo contaminado com derivados de petróleo. A poluição por esses compostos estimula o crescimento de microrganismos capazes de sobreviverem nestes ambientes contaminados, causando alterações na estrutura da comunidade microbiana do solo pelo processo de cooperação metabólica entre as populações. Um solo contaminado por um longo período de tempo foi coletado de uma área industrial (Port Melbourne, Austrália) e utilizado para análise da capacidade da comunidade microbiana em crescer em HPAs isolados e/ou em misturas como únicas fontes de carbono e energia. Os perfis moleculares foram obtidos por PCR-DGGE do fragmento da subunidade 16S do DNA ribossomal, sendo o número de bandas presentes nos géis de eletroforese interpretado como populações dominantes dentro da comunidade do solo. Resultados demonstraram diferentes perfis quando vitaminas e micronutrientes fizeram parte do meio líquido de crescimento da microbiota, além da presença dos HPAs. As espécies predominantes podem ter papel significativo na degradação desses compostos no solo a ser remediado, enquanto sobrevivem e interagem com outras populações por meio de mecanismos de catabolismo cooperativo.

The biofilm concept and its role in prevention of periodontal disease: [review] / O conceito de biofilme e seu papel na prevenção da doença periodontal: [revisão]

OBJECTIVE: To provide an overview of the history of oral microbiology, a discussion of dental plaque as both a microbial community and a biofilm, and a review of the measures available to control the oral microflora. METHODOLOGY: The author reviewed the literature related to oral microbiology and associated infectious diseases. He also examined articles that detailed the structure and physiology of biofilms, including dental plaque biofilms. RESULTS and DISCUSSION: Biofilms cannot be eliminated. The pathogenic nature of the dental plaque biofilm can be diminished in the oral cavity by reducing the bioburden and effectively maintaining a normal oral flora via oral hygiene procedures that include daily toothbrushing, flossing and rinsing with an antimicrobial mouthrinse. An oral hygiene regimen that includes rinsing with an antimicrobial mouthrinse is a practical approach to the prevention and management of periodontal diseases.This strategy may have wider benefits when the link between periodontal disease and certain systemic diseases is considered. CONCLUSION: An effective oral hygiene regimen can help control dental plaque biofilm and associated periodontal diseases.

OBJETIVOS: Apresentar uma visão panorâmica da história da microbiologia bucal, uma discussão sobre a placa dental como uma comunidade microbiana e como biofilme, e uma revisão das medidas disponíveis para controle da microflora bucal. METODOLOGIA: O autor revisou a literatura relacionada com microbiologia bucal e doenças infecciosas associadas. Igualmente examinou artigos que detalharam a estrutura e a fisiologia dos biofilmes, incluindo biofilme da placa dental. RESULTADOS E DISCUSSÃO: Biofilmes não podem ser eliminados. A natureza patogênica do biofilme placa dental pode ser diminuída pela redução da carga biolótica e mantendo efetivamente a flora normal por meio de procedimentos de higiene bucal, que incluem escovação diária, uso de fio dental e colutórios com antimicrobianos. Essa estratégia pode ter benefícios amplos quando a ligação entre doença periodontal e certas doenças sistêmicas é considerada. CONCLUSÃO: O regime efetivo de higiene bucal pode ajudar no controle do biofilme placa dental e doenças periodontais associadas.