In natura açaí beverage: quality, pasteurization and acidification

The purpose of this work was to evaluate the physical, physicochemical, chemical and microbiological characteristics of in natura açai (Euterpe precatoria Mart.)beverageprocessed and commercialized in Rio Branco, Acre, submitting it to acidification and pasteurization treatments and evaluating their effects. Açaí fruits were processed to obtain the beverage as generally consumed. A 25 L sample was collected from a processing unit at a market in Rio Branco and transported to the Laboratory of Food Technology at the Federal University of Acre, for sampling of the experiments in a completely randomized design. Analyses of total solids, pH, total titrable acidity, proteins, lipids, moulds and yeasts, total and heat-tolerant coliforms at 45 ºC were performed in in natura beverage and after treatments. The results of the ANOVA showed, except for lipids, difference (p < 0.01) in the parameters. The in natura açaí beverage presented an elevated contamination by total and heat-tolerant coliforms at 45 ºC, moulds and yeasts, being in hygienic-sanitary conditions both unsatisfactory and unsafe for consumption. Pasteurization was efficient in reducing the beverage microbiota; it reduced contamination to an acceptable level according to the legislation, warranting food quality and safety. The acidified treatment partially reduced the microbiota. The beverage was classified as fine or type C.

Iron enriched Saccharomyces cerevisiae maintains its fermenting power and bakery properties

Iron is an essential micronutrient in the metabolism of almost all living organisms; however, its deficiency is well documented especially in pregnant women and in children. Iron salts as a dietary supplement have low bioavailability and can cause gastrointestinal discomforts. Iron enriched yeasts can provide a supplementation of this micronutrient to the diet because this mineral has a better bioavailability when bonded to yeast cell macromolecules. These yeasts can be used as feed supplement for human and animals and also as baker's yeast. Baker's yeast Saccharomyces cerevisiae was cultivated in a reactor employing yeast media supplemented with 497 mg ferrous sulfate.L-1, and the resultant biomass incorporated 8 mg Fe.g-1 dry matter. This biomass maintained its fermenting power regarding both water displace measurement through carbonic dioxide production and bakery characteristics. The bread produced using the yeast obtained by cultivation in yeast media supplemented with iron presented six times more iron than the bread produced using the yeast obtained by cultivation without iron supplementation.

"Petit suisse" cheese from kefir: an alternative dessert with microorganisms of probiotic activity

"Petit Suisse" is a creamy cheese. Kefir is a symbiotic mixture of lactic acid bacteria and yeasts with probiotic activity including immunomodulation and balance of intestinal microflora. The present study aims to develop "Petit Suisse" cheese from kefir. Kefir grains were grown in pasteurized cow milk, and after the separation of kefir the serum was discarded and the "Petit Suisse" cheese was prepared using strawberry, mangaba, herbs, and dried tomatoes. The acceptance of the different preparations was evaluated using a nine-point hedonic scale followed by ANOVA. The sweet and salty products were compared by the Student's t-test. Purchase intent was evaluated by the means test and frequency distribution. All products were well accepted by the judges. The product was characterized by low yield, but it can be prepared at home at low cost. The nutritional composition analyses and the variety of flavors as well as the range of age of the judges are alternatives for further studies.

Influence of carbon source, pH, and temperature on the polygalacturonase activity of Kluyveromyces marxianus CCMB 322

Microbial pectinolytic enzymes are known to play a commercially important role in a number of industrial processes. Two kinds of yeast can be discerned regarding the production of enzymes. One group includes those which can produce enzymes in the absence of an inducer, and the other group comprises the yeasts that produce enzymes in the presence of an inducer. The objective of this study was to investigate the influence of pectic substances, glucose, pH, and temperature on the polygalacturonase activity by Kluyveromyces marxianus CCMB 322. The yeast was grown in a fermentation broth containing different concentrations of glucose and pectic substances. The polygalacturonase activity was determined by the DNS method, and the pH and temperature were optimized using a central composite experimental design. The polygalacturonase secreted by K. marxianus CCMB 322 was partially constitutive showing optimum pH and temperature of 7.36 and 70 °C, respectively, and maintained approximately 93% of its original activity for 50 minutes at 50 °C. Thermal stability of the polygalacturonase enzyme was studied at different temperatures (50, 60, 70, and 80 °C) and different incubation times (0, 10, 20, 30, 40, and 50 minutes). This study showed that glucose can influence the regulation of the synthesis of polygalacturonase.

Microbiota of sausages obtained by spontaneous fermentation produced in the South of Brazil

The study of the ecology of fermented sausage is fundamental to understand the physical and chemical changes that happen during fermentation and maturation. The aim of the present study was to determine the microbiological characteristics of sausages produced by spontaneous fermentation. Fifty samples of sausages produced in the South of Brazil by different small manufacturers were analyzed for the following microbiota: aerobic mesophilic bacteria; Micrococcaceae; mold and yeast; lactic acid bacteria; total and fecal coliforms; coagulase-positive Staphylococcus, and Salmonella. In most samples (72%), the count of lactic bacteria was higher than 6 log10 cfu.g-1, and the samples with the highest counts were above 8 log10 cfu.g-1. The counts of Micrococcaceae in most samples were between 5 log10 and 7 log10 cfu.g-1. With respect to the presence of molds and yeasts, there was a significant variation among the samples with counts ranging from 2 log10 cfu.g-1 and 6 log10 cfu.g-1. From the data obtained, it was possible to conclude that 24% of the analyzed samples did not comply with the current law in Brazil since the levels of fecal coliforms or coagulase-positive Staphylococcus exceeded the maximum limit allowed.

Effect of starter culture and inulin addition on microbial viability, texture, and chemical characteristics of whole or skim milk Kefir

The effect of inulin addition and starters (Kefir grains or commercial starter culture) on the microbial viability, texture, and chemical characteristics of Kefir beverages prepared with whole or skim milk was evaluated during refrigerated storage. The type of starter did not influence microbial viability during the storage of the beverages, but the chemical and textural changes (decreases in pH, lactose concentration, and inulin and increased acidity, firmness, and syneresis) were more pronounced in the formulations fermented with grains than those fermented with the starter culture. The addition of inulin did not influence acidity or viability of lactic acid bacteria, but in general, its effect on the survival of acetic acid bacteria, Lactococcus and yeasts, firmness, and syneresis depended on the type of milk and starter culture used. Generally, the yeast, acetic acid bacteria, and Leuconostoc counts increased or remained unchanged, while the total population of lactic acid bacteria and Lactococcus were either reduced by 1 to 2 logs or remained unchanged during storage.

Physicochemical and microbiological quality of raspberries (Rubus idaeus) treated with different doses of gamma irradiation

This study was conducted to evaluate the physicochemical and microbiological characteristics of raspberries exposed to different radiation doses. The fruits were harvested in the city of Campestre, MG, packed in polyethylene bags, and transported to the Federal University of Lavras (UFLA), where they were separated into 4 lots. Irradiation was performed at the Center for Development of Nuclear Technology in Belo Horizonte, MG. The doses used were 0 (control), 0.5, 1.0, and 2.0 kGy. After irradiation, the fruits were transported back to UFLA and stored at 1 ºC and 95% relative humidity (RH) for 12 days. The physicochemical analyses for mass loss, total soluble solids, titratable acidity, pH, total soluble sugars, total soluble pectin, firmness, vitamin C content, total antioxidant activity, and total phenolic, and the microbiological assays (coliform at 35 and 45 ºC, psychrotrophic and filamentous fungi and yeasts) were performed after 0, 3, 6, 9, and 12 days of storage. Lower loss of mass and filamentous fungi and yeast count were observed in the irradiated fruits, and 2 kGy was determined as the most effective dose for microbial control, but this irradiation dose also resulted in increased loss of fruit firmness.

Carotenoid production by Rhodotorula rubra cultivated in sugarcane juice, molasses, and syrup

The Rhodotorularubra biomass and carotenoids production was evaluated in sugarcane juice, molasses, and syrup based media. The effects of media supplementation with urea- nitrogen or the commercial nutrient called Nitrofos KL was also verified. The experimental design used was a completely randomized factorial with 3 substrates (juice, molasses, and syrup) and three supplementations (control, urea, and Nitrofos KL). The results were submitted to variance analysis and Tukey test at 5% probability. The highest production of yeast dry mass was obtained with molasses media supplemented with urea or Nitrofos KL (15.09 and 14.87 g/L respectively). The intracellular carotenoid production was high in the media without supplementation (0.329 mg/g). The best growth medium for the volumetric production was molasses (2.74 mg/L), while those supplemented with urea and Nitrofos KL produced 2.55 and 2.32 mg/L, respectively. The major carotenoids produced were torulene, torularhodin, and β-carotene. The lowest carbohydrate consumption was observed in the sugarcane juice medium without supplementation, while the highest consumption was observed in the urea based supplementation medium.

Study of the aging of fermented of yacon (Smallanthus sonchifolius) and sensory profile and acceptance

Yacon is considered a functional food due to its the fructooligosaccharide (FOS) content, however its perishability and low production volume is a problem. The aim of this study was to analyze the changes in aging during one year of storage and conduct sensory analysis of fermented of yacon. For one year total acidity, volatile acidity, free and total sulfur dioxide, reducing sugars, sucrose, phenols and FOS and its antioxidant power were studied. At the end of aging a sensory profile and acceptance panel was performed. The total and volatile acidity increased significantly (p < 0.05). A decrease in fructooligosaccharide was also observed, indicating that yeasts are probably capable of hydrolyzing the latter. The total sulfur dioxide decreased significantly, demonstrating its ability to act well against oxidation products. This product showed good antioxidant capacity and sensory profiles of considerable acceptance. Therefore it can be affirmed that the alcoholic fermentation of yacon can be a good alternative for the industrial sector and farmers in the region could be encouraged to use large-scale production.

Stability of porridge pre-mixture made with Brazil nut flour and green banana flour with and without milk powder

The mixture of Brazil nut flour and green banana flour can improve the nutritional value of school meals, allowing for the use of regional ingredients derived from family agriculture. This study aimed to assess the stability of porridge pre-mixtures made with Brazil nut flour and green banana flour during six months of storage. Two types of pre-mixture were evaluated: with and without milk powder. These mixtures were packed in polyethylene/metallized polyester film, vacuum-sealed, and stored at room temperature. The products were evaluated for physicochemical composition, and every 30 days for moisture content, water activity, titratable acidity, pH, peroxide value and acidity of the lipid phase, total and thermotolerant coliforms, yeasts and molds, and sensory acceptance. There was no difference between the mixtures for the parameters evaluated. Moisture content, water activity, acidity of the lipid phase, and the yeast and mold count increased with storage time. The growth of yeasts and molds was more pronounced after 90 days of storage, when water activity reached the limit of 0.60. Although both products had good sensory acceptance throughout the period of study, it is recommended that the shelf life does not exceed 90 days.

Caractérisation de la sous-unité bêta du translocon chez la levure Schizosaccharomyces pombe

La sécrétion des protéines est un processus essentiel à la vie. Chez les eucaryotes, les protéines sécrétées transitent dans le réticulum endoplasmique par le pore de translocation. Le translocon est composé de trois sous-unités fondamentales nommées Sec61α, β et γ chez les mammifères, ou Sec61p, Sbh1p et Sss1p chez les levures. Tandis que le rôle des sous-unités α et γ est bien connu, celui de la sous-unité β demeure énigmatique. Plusieurs phénotypes distincts sont associés à cette protéine dans différents organismes, mais le haut niveau de conservation de séquence suggère plutôt une fonction universelle conservée. Récemment, Feng et al. (2007) ont montré que le domaine transmembranaire (TMD) de Sbh1p était suffisant pour complémenter plusieurs phénotypes associés à la délétion du gène chez Saccharomyces cerevisiae, suggérant un rôle important de cette région. L’objectif de mon projet de recherche consiste à étudier la fonction biologique de la sous-unité β du translocon et de son TMD chez Schizosaccharomyces pombe. Dans cette levure, j’ai découvert que le gène sbh1+ n’était pas essentiel à la viabilité à 30oC, mais qu’il était requis pour la croissance à basse température. La délétion de sbh1+ entraîne une sensibilité aux stress de la paroi cellulaire et une diminution de la sécrétion des protéines à 23oC. La surexpression de Sbh1p diminue elle aussi la sécrétion des protéines et altère la morphologie cellulaire. Ces phénotypes sont distincts de ceux observés chez S. cerevisiae, où la délétion des deux paralogues de Sec61β entraîne une sensibilité à haute température plutôt qu’à basse température. Malgré cela, les homologues de Sec61β de S. pombe et de S. cerevisiae sont tout deux capables de complémenter la thermosensibilité respective de chaque levure. La complémentation est possible même avec l’homologue humain de Sec61β, indiquant la conservation d’une fonction de Sec61β de la levure à l’homme. Remarquablement, le TMD de Sec61β de S. pombe, de S. cerevisiae et de l’humain sont suffisants pour complémenter la délétion génomique autant chez la levure à fission que chez la levure à bourgeons. Globalement, ces observations indiquent que le TMD de Sec61β exerce une fonction cellulaire conservée à travers les espèces.

A phylogenomics approach to resolving fungal evolution, and phylogenetic method development

Bien que les champignons soient régulièrement utilisés comme modèle d'étude des systèmes eucaryotes, leurs relations phylogénétiques soulèvent encore des questions controversées. Parmi celles-ci, la classification des zygomycètes reste inconsistante. Ils sont potentiellement paraphylétiques, i.e. regroupent de lignées fongiques non directement affiliées. La position phylogénétique du genre Schizosaccharomyces est aussi controversée: appartient-il aux Taphrinomycotina (précédemment connus comme archiascomycetes) comme prédit par l'analyse de gènes nucléaires, ou est-il plutôt relié aux Saccharomycotina (levures bourgeonnantes) tel que le suggère la phylogénie mitochondriale? Une autre question concerne la position phylogénétique des nucléariides, un groupe d'eucaryotes amiboïdes que l'on suppose étroitement relié aux champignons. Des analyses multi-gènes réalisées antérieurement n'ont pu conclure, étant donné le choix d'un nombre réduit de taxons et l'utilisation de six gènes nucléaires seulement. Nous avons abordé ces questions par le biais d'inférences phylogénétiques et tests statistiques appliqués à des assemblages de données phylogénomiques nucléaires et mitochondriales. D'après nos résultats, les zygomycètes sont paraphylétiques (Chapitre 2) bien que le signal phylogénétique issu du jeu de données mitochondriales disponibles est insuffisant pour résoudre l'ordre de cet embranchement avec une confiance statistique significative. Dans le Chapitre 3, nous montrons à l'aide d'un jeu de données nucléaires important (plus de cent protéines) et avec supports statistiques concluants, que le genre Schizosaccharomyces appartient aux Taphrinomycotina. De plus, nous démontrons que le regroupement conflictuel des Schizosaccharomyces avec les Saccharomycotina, venant des données mitochondriales, est le résultat d'un type d'erreur phylogénétique connu: l'attraction des longues branches (ALB), un artéfact menant au regroupement d'espèces dont le taux d'évolution rapide n'est pas représentatif de leur véritable position dans l'arbre phylogénétique. Dans le Chapitre 4, en utilisant encore un important jeu de données nucléaires, nous démontrons avec support statistique significatif que les nucleariides constituent le groupe lié de plus près aux champignons. Nous confirmons aussi la paraphylie des zygomycètes traditionnels tel que suggéré précédemment, avec support statistique significatif, bien que ne pouvant placer tous les membres du groupe avec confiance. Nos résultats remettent en cause des aspects d'une récente reclassification taxonomique des zygomycètes et de leurs voisins, les chytridiomycètes. Contrer ou minimiser les artéfacts phylogénétiques telle l'attraction des longues branches (ALB) constitue une question récurrente majeure. Dans ce sens, nous avons développé une nouvelle méthode (Chapitre 5) qui identifie et élimine dans une séquence les sites présentant une grande variation du taux d'évolution (sites fortement hétérotaches - sites HH); ces sites sont connus comme contribuant significativement au phénomène d'ALB. Notre méthode est basée sur un test de rapport de vraisemblance (likelihood ratio test, LRT). Deux jeux de données publiés précédemment sont utilisés pour démontrer que le retrait graduel des sites HH chez les espèces à évolution accélérée (sensibles à l'ALB) augmente significativement le support pour la topologie « vraie » attendue, et ce, de façon plus efficace comparée à d'autres méthodes publiées de retrait de sites de séquences. Néanmoins, et de façon générale, la manipulation de données préalable à l'analyse est loin d’être idéale. Les développements futurs devront viser l'intégration de l'identification et la pondération des sites HH au processus d'inférence phylogénétique lui-même.

Effect of fatty acids on hyphal growth in the pathogenic yeast Candida albicans

Candida albicans est une levure pathogène qui, à l’état commensal, colonise les muqueuses de la cavité orale et du tractus gastro-intestinal. De nature opportuniste, C. albicans cause de nombreuses infections, allant des candidoses superficielles (muguet buccal, vulvo-vaginite) aux candidoses systémiques sévères. C. albicans a la capacité de se développer sous diverses morphologies, telles que les formes levures, pseudohyphes et hyphes. Des stimuli environnementaux mimant les conditions retrouvées chez l’hôte (température de 37°C, pH neutre, présence de sérum) induisent la transition levure-à-hyphe (i.e. morphogenèse ou filamentation). Cette transition morphologique contribue à la pathogénicité de C. albicans, du fait que des souches présentant un défaut de filamentation sont avirulentes. Non seulement la morphogenèse est un facteur de virulence, mais elle constituerait aussi une cible pour le développement d’antifongiques. En effet, il a déjà été démontré que l’inhibition de la transition levure-à-hyphe atténuait la virulence de C. albicans lors d’infections systémiques. Par ailleurs, des études ont démontré que de nombreuses molécules pouvaient moduler la morphogenèse. Parmi ces molécules, certains acides gras, dont l’acide linoléique conjugué (CLA), inhibent la formation d’hyphes. Ainsi, le CLA posséderait des propriétés thérapeutiques, du fait qu’il interfère avec un déterminant de pathogénicité de C. albicans. Par contre, avant d’évaluer son potentiel thérapeutique dans un contexte clinique, il est essentiel d’étudier son mode d’action. Ce projet vise à caractériser l’activité anti-filamentation des acides gras et du CLA et à déterminer le mécanisme par lequel ces molécules inhibent la morphogenèse chez C. albicans. Des analyses transcriptomiques globales ont été effectuées afin d’obtenir le profil transcriptionnel de la réponse de C. albicans au CLA. L’acide gras a entraîné une baisse des niveaux d’expression de gènes encodant des protéines hyphes-spécifiques et des régulateurs de morphogenèse, dont RAS1. Ce gène code pour la GTPase Ras1p, une protéine membranaire de signalisation qui joue un rôle important dans la transition levure-à-hyphe. Des analyses de PCR quantitatif ont confirmé que le CLA inhibait l’induction de RAS1. De plus, le CLA a non seulement causé une baisse des niveaux cellulaires de Ras1p, mais a aussi entraîné sa délocalisation de la membrane plasmique. En affectant les niveaux et la localisation cellulaire de Ras1p, le CLA nuit à l’activation de la voie de signalisation Ras1p-dépendante, inhibant ainsi la morphogenèse. Il est possible que le CLA altère la structure de la membrane plasmique et affecte indirectement la localisation membranaire de Ras1p. Ces travaux ont permis de mettre en évidence le mode d’action du CLA. Le potentiel thérapeutique du CLA pourrait maintenant être évalué dans un contexte d’infection, permettant ainsi de vérifier qu’une telle approche constitue véritablement une stratégie pour le traitement des candidoses.

Algorithmes pour la reconstruction de génomes ancestraux

L’inférence de génomes ancestraux est une étape essentielle pour l’étude de l’évolution des génomes. Connaissant les génomes d’espèces éteintes, on peut proposer des mécanismes biologiques expliquant les divergences entre les génomes des espèces modernes. Diverses méthodes visant à résoudre ce problème existent, se classant parmis deux grandes catégories : les méthodes de distance et les méthodes de synténie. L’état de l’art des distances génomiques ne permettant qu’un certain répertoire de réarrangements pour le moment, les méthodes de synténie sont donc plus appropriées en pratique. Nous proposons une méthode de synténie pour la reconstruction de génomes ancestraux basée sur une définition relaxée d’adjacences de gènes, permettant un contenu en gène inégal dans les génomes modernes causé par des pertes de gènes de même que des duplications de génomes entiers (DGE). Des simulations sont effectuées, démontrant une capacité de former une solution assemblée en un nombre réduit de régions ancestrales contigües par rapport à d’autres méthodes tout en gardant une bonne fiabilité. Des applications sur des données de levures et de plantes céréalières montrent des résultats en accord avec d’autres publications, notamment la présence de fusion imbriquée de chromosomes pendant l’évolution des céréales.

Process Optimization for Mass Production of Marine Yeast Candida sp. S 27 and its Nutritional Characterization

The main source of protein for human and animal consumption is from the agricultural sector, where the production is vulnerable to diseases, fluctuations in climatic conditions and deteriorating hydrological conditions due to water pollution. Therefore Single Cell Protein (SCP) production has evolved as an excellent alternative. Among all sources of microbial protein, yeast has attained global acceptability and has been preferred for SCP production. The screening and evaluation of nutritional and other culture variables of microorganisms are very important in the development of a bioprocess for SCP production. The application of statistical experimental design in bioprocess development can result in improved product yields, reduced process variability, closer confirmation of the output response to target requirements and reduced development time and overall cost.The present work was undertaken to develop a bioprocess technology for the mass production of a marine yeast, Candida sp.S27. Yeasts isolated from the offshore waters of the South west coast of India and maintained in the Microbiology Laboratory were subjected to various tests for the selection of a potent strain for biomass production. The selected marine yeast was identified based on ITS sequencing. Biochemical/nutritional characterization of Candida sp.S27 was carried out. Using Response Surface Methodology (RSM) the process parameters (pH, temperature and salinity) were optimized. For mass production of yeast biomass, a chemically defined medium (Barnett and Ingram, 1955) and a crude medium (Molasses-Yeast extract) were optimized using RSM. Scale up of biomass production was done in a Bench top Fermenter using these two optimized media. Comparative efficacy of the defined and crude media were estimated besides nutritional evaluation of the biomass developed using these two optimized media.