Zymomonas mobilis: a promising microrganism for alcoholic fermentation / Zymomonas mobilis: um microrganismo promissor para a fermentação alcoólica

In many countries,  fermentation studies  regarding  the use of bacteria  instead of yeasts  to reduce  the period of alcoholic fermentation have been carried out. In Brazil, all the industrial alcohol production is carried out by yeasts as fermentation microorganisms and little is known about other microorganisms with potential to produce alcohol industrially. Brazil stands out in the energy sector worldwide and thus some institutions have been selecting microorganisms which are more effcient in the alcohol production process. Alcoholic bacteria from species Zymomonas mobilis present technological characteristics with potential to be used for alcoholic fermentation at industrial scale, since it exhibits promising abilities to transform sugars into alcohol and carbon dioxide, at conditions similar to the ones required by yeasts. Zymomonas mobilis  is  a  unique  bacteria  among  the microbial world, with  peculiar  growth,  energy production and  response  to culture conditions, causing a great  interest  in  scientifc, biotechnological and  industrial  felds. The  bacterias  ability  to make  possible  energy production  in  favor  of  product formation, respond to physical and chemical environmental manipulation as well as its limited product formation make  it an  ideal microorganism  for  the study and development of microbial processes  for ethanol production.

Em vários países  têm sido realizados estudos de fermentação que  incluem o uso de bactérias em vez de leveduras para reduzir o tempo de fermentação alcoólica. No Brasil, toda a produção industrial de álcool  é  realizada utilizando  leveduras  como microrganismo da  fermentação  e pouco  se  conhece de outros microrganismos que produzam álcool a nível industrial. Em virtude da situação de destaque em que se encontra o Brasil a nível mundial no setor energético, algumas  instituições vêm selecionando microrganismos mais efcientes no processo de produção de álcool. As bactérias alcoólicas da espécie Zymomonas mobilis apresentam atributos tecnológicos que potencializam o seu emprego na fermentação alcoólica em escala industrial, pois possui habilidades promissoras de transformar açúcares em etanol e gás carbônico, em condições comparáveis àquelas exigidas pelas  leveduras. Zymomonas mobilis é uma bactéria única dentro do mundo microbiano,  com  crescimento, produção de  energia  e  resposta às condições de cultura extremamente peculiares, causando um grande interesse no mundo científco, biotecnológico e industrial. A habilidade da bactéria em acoplar e desacoplar a produção de energia a favor da formação do produto, responder à manipulação física e química do ambiente, bem como sua limitada formação de produtos tornam-a um microrganismo ideal para o estudo e desenvolvimento de pr

Patulin: incidence and control in apple products / Patulina: incidência e controle em derivados de maçã

The patulin, (4hydroxy-4furo[3,2-c]pyran(6H)-1),, is a thermal resistent mycotoxin produced by several species of fungi are common in plants, mainly in derivatives and apples. Studies on the toxicity in animals have shown that mycotoxin has character teratogenic, and carcinogenic in mice immunotoxic. Its biosynthesis is well understood involving a series of reactions of condensation and oxiredução, many catalyzed by enzymes. The danger of contamination of food with patulin, warning about the need for a more rigorous control. Recent research aimed their removal and degradation as well as increase the sensitivity of the tests, making them faster and at less cost. The removal of patulin of food is made with composite adsorbents, with inconvenience to diminish the quality of the product by adsorbs other components desirable. The degradation is made with sulfur compounds, which are not allowed in food in many countries, and the growth of yeasts, such as the production of cider. Many yeasts have resistance against patulin and produce compounds capable degrade it. Here, we reviewed research on patulin with emphasis on its influence in food industry, incidence of patulin in apple juice and other foods, maximum permissible concentrations, health effects, biosynthesis, removal, degradation and most widely used methods for its detection and quantification.

A patulina, 4hidroxi-4furo[3,2-c] pirano(6H)-1, micotoxina termo-resistente, é produzida por várias espécies de fungos, comuns em vegetais, produtos derivados e principalmente em maçãs. Estudos sobre a toxicidade em animais demonstraram esta micotoxina possui caráter teratogênico, cancerígeno e imunotóxico em camundongos. Sua biossíntese é bem compreendida envolvendo uma série de reações de condensação e de oxiredução, muitas catalisadas por enzimas. O perigo da contaminação de alimentos com patulina, alerta sobre a necessidade de um controle mais rigoroso. Pesquisas recentes objetivam sua remoção e degradação, bem como aumentar a sensibilidade das análises, tornando-as mais rápidas e com menores custos. A remoção de patulina de alimentos é feita com compostos adsorventes, com inconveniente de diminuir a qualidade do produto por adsorver outros componentes desejáveis. A degradação é feita com compostos sulfurados, os quais não são permitidos em alimentos em muitos países, e pelo crescimento de leveduras, como no caso da produção de sidras. Muitas leveduras apresentam resistência contra a patulina e produzem compostos capazes de degradá-la. Aqui, foram revisadas pesquisas sobre patulina com ênfase sobre sua influência na indústria de alimentos, incidência de patulina em suco de maçã e outros alimentos, concentrações máximas permitidas, efeitos na saúde, biossíntese, remoção, deg

Zymomonas mobilis: a promising microrganism for alcoholic fermentation / Zymomonas mobilis: um microrganismo promissor para a fermentação alcoólica

In many countries,  fermentation studies  regarding  the use of bacteria  instead of yeasts  to reduce  the period of alcoholic fermentation have been carried out. In Brazil, all the industrial alcohol production is carried out by yeasts as fermentation microorganisms and little is known about other microorganisms with potential to produce alcohol industrially. Brazil stands out in the energy sector worldwide and thus some institutions have been selecting microorganisms which are more effcient in the alcohol production process. Alcoholic bacteria from species Zymomonas mobilis present technological characteristics with potential to be used for alcoholic fermentation at industrial scale, since it exhibits promising abilities to transform sugars into alcohol and carbon dioxide, at conditions similar to the ones required by yeasts. Zymomonas mobilis  is  a  unique  bacteria  among  the microbial world, with  peculiar  growth,  energy production and  response  to culture conditions, causing a great  interest  in  scientifc, biotechnological and  industrial  felds. The  bacterias  ability  to make  possible  energy production  in  favor  of  product formation, respond to physical and chemical environmental manipulation as well as its limited product formation make  it an  ideal microorganism  for  the study and development of microbial processes  for ethanol production.

Em vários países  têm sido realizados estudos de fermentação que  incluem o uso de bactérias em vez de leveduras para reduzir o tempo de fermentação alcoólica. No Brasil, toda a produção industrial de álcool  é  realizada utilizando  leveduras  como microrganismo da  fermentação  e pouco  se  conhece de outros microrganismos que produzam álcool a nível industrial. Em virtude da situação de destaque em que se encontra o Brasil a nível mundial no setor energético, algumas  instituições vêm selecionando microrganismos mais efcientes no processo de produção de álcool. As bactérias alcoólicas da espécie Zymomonas mobilis apresentam atributos tecnológicos que potencializam o seu emprego na fermentação alcoólica em escala industrial, pois possui habilidades promissoras de transformar açúcares em etanol e gás carbônico, em condições comparáveis àquelas exigidas pelas  leveduras. Zymomonas mobilis é uma bactéria única dentro do mundo microbiano,  com  crescimento, produção de  energia  e  resposta às condições de cultura extremamente peculiares, causando um grande interesse no mundo científco, biotecnológico e industrial. A habilidade da bactéria em acoplar e desacoplar a produção de energia a favor da formação do produto, responder à manipulação física e química do ambiente, bem como sua limitada formação de produtos tornam-a um microrganismo ideal para o estudo e desenvolvimento de pr

Optimization of polysaccharides production by bacteria isolated from soil

Six polysaccharide-producing bacteria, isolated from soil samples and identified as Pseudomonas and Arthrobacter (Strains 3B, 4B, 7B, 21B, 18E and 21D), were tested for the yield of polysaccharides produced during growth in two culture media: one containing glucose and the other sucrose (1, 2, 3, 4 and 5%). The yield was quantified measuring the viscosity of the broth, using the Poiscuille equation. The effect of temperature and pH of the culture media was investigated. The largest polysaccharide yield was obtained when the concentration of the carbon source was lower than 2%. Glucose and sucrose stimulated the polysaccharide production in a similar way. When the initial pH of the fermentation broth was increased from 5.0 up to 7.0, there was an increase in polysaccharide production. However, higher values (pH=8.0) caused a decrease in polysaccharide production. With regard to temperature, 30ºC was shown to be optimum, since higher or lower temperatures had a negative effect on saccharide production.

Seis bactérias produtoras de polissacarídeos isoladas de amostras do solo (3B, 4B, 7B, 21B, 18E e 21D) pertencentes aos gêneros Pseudomonas e Arthrobacter, foram testadas quanto ao rendimento da produção de polissacarídeos em dois caldos de cultura: um com glicose e outro com sacarose, nas concentrações de 1, 2, 3, 4 e 5%. O rendimento foi calculado medindo-se a viscosidade dos caldos, através da equação de Poiseuille. Também foi verificado o efeito da temperatura de incubação (25, 30 e 35ºC) e o do pH (5, 6, 7 e 8) dos meios de cultura. Os resultados obtidos mostraram que concentrações da fonte de carbono até 2% apresentaram os maiores rendimentos do polissacarídeo. Glicose e sacarose estimularam a produção de polissacarídeos de forma similar. Quando o pH inicial do caldo de fermentação aumentou de 5,0 para 7,0 ocorreu um aumento da produção do polissacarídeo. Entretanto, valores mais altos (pH=8,0) causaram uma diminuição na formação do produto. Com relação à temperatura, 30ºC foi considerada ótima, pois temperaturas maiores ou menores do que esta exerceram um efeito negativo na produção do polissacarídeo.

Bacterial Levan: tecnological aspects, characteristics and production / Levana Bacteriana: aspectos tecnológicos, características e produção

Levan is an exopolysaccharide, constituted by fructose units, ? (2- 6) linked, obtained by transfructosilation reaction during microorganisms fermentation in a sucrose rich but wi thout glucose, fructose or mixtures in the culture media. Bacterial levan production is a good alternative fructose source, besides having certain functional characteristics in the human body, such as a hypocholesterolemic and an anticarcinogenic agent. In the food industry, levan can be used to fix colors and flavors, as well as thickening and stabilizing agent. In the bacterial levan production, Zymomonas mobilis has been considered the best possible alternative, since it uses as carbon source sucrose or industrial residues that contain this sugar, in different concentrations, in a mineral salts rich medium. Levan production is not only influenced by carbon source and its concentration, but also by pH, temperature and type of salts. Moreover, the oxygenation of the fermentation medium, also affect the characteristics of the molecule and the cellular growth. In this revision some important topics concerning the bacterial levan production are presented.

Levana é um exopolissacarídeo, constituído por unidades de frutose, unidas através de ligações ? (2- 6), obtido pela reação de transfrutosilação durante a fermentação de microrganismos em meio rico em sacarose mas não em frutose, glucose ou misturas de ambas. Pesquisas sobre bactérias produtoras de levana vêm sendo implementadas, uma vez que a mesma é uma fonte alternativa de frutose, além de apresentar características funcionais no organismo humano, como agente hipocolesterolêmico e anticarcinogênico. Na indústria de alimentos a levana pode ser empregada como fixador de cores e sabores, bem como espessante e estabilizante de vários alimentos. Das bactérias produtoras de levana, Zymomonas mobilis tem sido a melhor alternativa, uma vez que usa como fonte de carbono a sacarose ou resíduos industriais contendo este açúcar, em diferentes concentrações, em um meio rico em sais minerais. A produção de levana é influenciada não apenas pela fonte de carbono e sua concentração, mas também pelas variações de pH, temperatura e tipo de sais presentes, além da oxigenação do meio de fermentação, afetando também as características da molécula e o crescimento celular. Neste trabalho de revisão apresentam-se tópicos de interesse referentes à produção de levana bacteriana.

Fermentative production of exocellular polysaccharides by bacteria / Produção fermentativa de polissacarídeos extracelulares por bactérias

Exopolysaccharides, biopolymers or hydrosolubles gums, are produced by a great variety of microorganisms and possess physical, structural and chemical properties quite homogeneous, in relation to derived from algae and plants. The production is relatively independent on climatic conditions, faster obtaining of the finished product and need small space. Biopolymers have been studied thoroughly in the last years. Due to wide diversity in structure and physical properties, the microbial polysaccharides possess a lot of applications in food, pharmaceutical, oil, cosmetics, textile, inks and agricultural products among others industries. Some of those applications, include uses as emulsifying, stabilizing, binding, jellifying, clotting, lubricants, film coated, thickening and suspender agents. The parameters that have most influenced the process of exopolysaccharides biosyntheses have been the microorganism, the culture medium composition, pH and temperature of incubation. The exopolysaccharide production can be developed by species of Gram-negative and Gram-positive bacteria, some microalgae and many moulds. This work discusses the influence of these parameters during the production process and exopolysaccharides biosyntheses by bacteria.

Os exopolissacarídeos, chamados de biopolímeros ou gomas hidrossolúveis, são produzidos por uma grande variedade de microrganismos e possuem propriedades físicas, estruturais e químicas bastante homogêneas, em relação aos derivados de algas e plantas. A produção é independente de condições climáticas, maior rapidez na obtenção do produto acabado e o espaço necessário é relativamente pequeno; esses biopolímeros, têm sido amplamente estudados nos últimos anos. Devido a ampla diversidade em estrutura e propriedades físicas, os polissacarídeos microbianos possuem muitas aplicações em industrias de alimentos, farmacêutica, petrolífera, cosmética, têxtil, de tintas, produtos agrícolas entre outras. Algumas dessas aplicações, dependendo de sua estrutura química, incluem seu uso como emulsificantes, estabilizantes, ligantes, agentes gelificantes, coagulantes, lubrificantes, formadores de filme, espessantes e agentes suspensores. Os parâmetros que mais influenciam o processo de biossíntese de exopolissacarídeos são o microrganismo produtor, a composição do meio de cultivo, o pH e a temperatura de incubação. A produção de exopolissacarídeos pode ser realizada com espécies de bactérias Gram-negativas e Gram-positivas, algumas microalgas e muitos fungos. Este trabalho discute a influência destes parâmetros durante o processo de produção e biossíntese de exopolissacarídeos produzidos por ba

LEVANTAMENTO DAS CARACTERÍSTICAS MICROBIOLÓGICAS DA ÁGUA POTÁVEL CONSUMIDA NA CIDADE DE POTIRENDABA - SP

SUMMARY Fourteen samples of drinking water taken from wells and reservatories responsible for the supplying of Potirendaba - city - state of São Paulo were tested. Of the analysed samples 35,7% proved not to have the necessary features to be considered as proper water for human consumers. Some points of contamination were also detected and some measures of control were suggested as well.

RESUMO Foram analisadas 14 amostras de água potável provenientes dos poços e reservatórios responsáveis pelo abastecimento da cidade de Potirendaba - SP. Das amostras analisadas 35,7% não reuniram as características necessárias para serem consideradas como água própria para consumo humano. Foram também detectados os pontos de contaminação e sugeridas algumas medidas para seu controle.

Levantamento das características microbiológicas da água potável consumida na cidade de potirendaba - sp

SUMMARY Fourteen samples of drinking water taken from wells and reservatories responsible for the supplying of Potirendaba - city - state of São Paulo were tested. Of the analysed samples 35,7% proved not to have the necessary features to be considered as proper water for human consumers. Some points of contamination were also detected and some measures of control were suggested as well.

RESUMO Foram analisadas 14 amostras de água potável provenientes dos poços e reservatórios responsáveis pelo abastecimento da cidade de Potirendaba - SP. Das amostras analisadas 35,7% não reuniram as características necessárias para serem consideradas como água própria para consumo humano. Foram também detectados os pontos de contaminação e sugeridas algumas medidas para seu controle.