Toxigenic fungi in coffee samples: a menace to public health

Introduction - Mycotoxin contamination was reported to occur in some food and commodities, such as coffee, particularly due to the presence of toxigenic fungi such as Aspergillus, Penicillium and Fusarium spp. Aspergilli are known to produce high levels of mycotoxins, such as ochratoxin and aflatoxin. Aspergillus ochraceus has been proposed as the major cause of ochratoxin A contamination in coffee beans. Aim of the study - The aim of this work was to evaluate the prevalence of Aspergillus sections Circumdati, Flavi and Fumigati in 28 green coffee samples to be used by Portuguese coffee industry, from Coffea arabica (Arabica coffee) and Coffea canephora (Robusta coffee) species from different origins.

Fungal contamination in coffee samples: a public health concern

Introduction - Fungi are natural coffee contaminants and under certain environmental conditions have the potential to produce toxins. Many studies revealed that the important toxigenic fungal genera (Aspergillus and Penicillium) are natural coffee contaminants, and are present from the field to storage. Aspergilli from the Circumdati and Nigri sections are known to produce high levels of ochratoxin A, a mycotoxin known as nephrotoxic for animals and humans. This work aimed to evaluate fungal distribution and also the prevalence of Aspergillus sections Fumigati, Flavi, Nigri and Circumdati from Coffea arabica (Arabica coffee) and Coffea canephora (Robusta coffee) green samples.

Determinación de la flora micológica del maíz seco y su harina en la parroquía San Juan-cantón Gualaceo

El presente trabajo de tesis tuvo como finalidad evaluar la flora micológica del maíz seco y su harina producidos en la parroquia San Juan - Cantón Gualaceo con el fin de aportar con información sobre la calidad de estos alimentos. Además se evaluaron los siguientes factores para el desarrollo de la flora micológica: temperatura, actividad acuosa, almacenamiento; así como también el crecimiento en distintos medios de cultivos y el uso de la desinfección del grano como parte de la técnica de siembra. La detección, recuento y aislamiento de hongos se realizó de acuerdo a la técnica de recuento en placa por siembra en profundidad para la harina y en el caso del grano por la técnica de siembra directa, con y sin desinfección de la superficie del grano utilizándose el agar MEA (Agar Extracto de Malta), PDA (Agar Papa Dextrosa) y DRBC (Agar Rosa de Bengala Diclorán) y sometiendo a dos tratamientos térmicos (18°C vs 25°C). Se encontró que la micoflora presente en las muestras analizadas corresponde a los géneros Penicillium, Fusarium, Rhizopus, Aspergillus y levaduras, siendo el género predominante Penicillium tanto en el grano como en la harina. La temperatura óptima para el crecimiento fue 25°C; y a su vez el crecimiento fue mejor sin desinfectar las superficies del grano. El crecimiento micológico varió dependiendo del medio, siendo PDA el más óptimo para Penicillium y Rhizopus, mientras que para Fusarium y Aspergillus no hubo diferencia. Igualmente se encontró que la actividad acuosa influyó en forma proporcional al crecimiento micológico y que el almacenamiento controlado influyó positivamente en su disminución.

Microbiological assessment of indoor air quality at different hospital sites

Poor hospital indoor air quality (IAQ) may lead to hospital-acquired infections, sick hospital syndrome and various occupational hazards. Air-control measures are crucial for reducing dissemination of airborne biological particles in hospitals. The objective of this study was to perform a survey of bioaerosol quality in different sites in a Portuguese Hospital, namely the operating theater (OT), the emergency service (ES) and the surgical ward (SW). Aerobic mesophilic bacterial counts (BCs) and fungal load (FL) were assessed by impaction directly onto tryptic soy agar and malt extract agar supplemented with antibiotic chloramphenicol (0.05%) plates, respectively using a MAS-100 air sampler. The ES revealed the highest airborne microbial concentrations (BC range 240-736 CFU/m(3) CFU/m(3); FL range 27-933 CFU/m(3)), exceeding, at several sampling sites, conformity criteria defined in national legislation [6]. Bacterial concentrations in the SW (BC range 99-495 CFU/m(3)) and the OT (BC range 12-170 CFU/m(3)) were under recommended criteria. While fungal levels were below 1 CFU/m(3) in the OT, in the SW (range 1-32 CFU/m(3)), there existed a site with fungal indoor concentrations higher than those detected outdoors. Airborne Gram-positive cocci were the most frequent phenotype (88%) detected from the measured bacterial population in all indoor environments. Staphylococcus (51%) and Micrococcus (37%) were dominant among the bacterial genera identified in the present study. Concerning indoor fungal characterization, the prevalent genera were Penicillium (41%) and Aspergillus (24%). Regular monitoring is essential for assessing air control efficiency and for detecting irregular introduction of airborne particles via clothing of visitors and medical staff or carriage by personal and medical materials. Furthermore, microbiological survey data should be used to clearly define specific air quality guidelines for controlled environments in hospital settings.

Potential pathogenic fungi assessment through molecular biology in cork industry

Portugal has been the world leader in the cork sectr in terms of exports, employing ten thousands of workers. In this working activity, the permanent contact with cork may lead to the exposure to fungi raising concerns as occupational hazards in cork industry. A study was developed aiming at assessing fungal contamination due to Aspergillus fumigatus complex and Penicillium glabrum complex by molecular methods in three cork industries in the outskirt of Lisbon city. The chosen fungal species are the ones most frequently associated with respiratory problems in workers from these industries.

Exposição ocupacional a bioaerossóis durante atividades de limpeza de quartos de hotel

O presente estudo pretende avaliar a exposição ocupacional a contaminação fúngica e bacteriana em quartos de hotel, mais precisamente em dois quartos com características diferentes, nomeadamente, com pavimento em alcatifa e outro sem alcatifa. Doze amostras de ar de 250L foram colhidas pelo método de impacto, em meio agar de extracto de malte (MEA) suplementado com cloranfenicol (0,05%) para fungos e em meio de TSA (agar de soja tríptica) com nistatina (0,2%) para bactérias. Foram também realizadas amostras de superfície nos mesmos locais. Em ambos os quartos apenas uma amostra de ar, no quarto sem alcatifa, apresentou contagens de fungos mais elevadas do que no exterior. No entanto, as concentrações de bactérias no ar interior foram superiores às do ar exterior. Em relação às superfícies, o quarto sem alcatifa apresentou diferenças estatisticamente significativas em relação ao quarto com alcatifa, sendo que o primeiro apresentou concentrações mais elevadas de fungos. Todas as superfícies analisadas apresentaram contaminação bacteriana, mas não houve diferenças estatisticamente significativas entre os quartos. Os géneros de fungos mais prevalentes no ar foram idênticos em ambos os quartos (Penicillium sp. 40,7% - 12,3% e Cladosporium sp. 43,5% - 55,4%). Nas superfícies analisadas, os isolados pertencentes ao complexo Aspergillus fumigatus foram os únicos encontrados no quarto com alcatifa, enquanto no outro quarto os géneros mais prevalentes foram Penicillium sp. (63,6%) e Aspergillus sp. (13,6%).

Isolation and recognition Saprolegnia species from fungal infected eggs of the rainbow trout in Mazandaran province farms

Fungal infection in the eggs of freshwater fish is well known as a problematic disease. That isolation and recognition Saprolegnia fungi from fungal infected eggs of the rainbow trout in Mazandaran province was the aim of this research. For this purpose fungal infected eggs were examined from six fish farm in the fall and winter 2005-2006. The eggs with fungi were inoculated on SDA, CMA, GPagar and hemp seed and sesame seed cultures in sterile tap water at room temperature (18-24°C). In this study recognized three genera and six species Saprolegniaceae members, based on morphological characteristics which contain: Saprolegnia, Achlya, Brevilegnia. Four species were identified in the genus Saprolegnia; S.mixta, S.parasitica, S.moniliphera, S.lapponica and one species was identified in the genus Achlya; A.oblongata. S.parasitica was isolated from almost all the farms. In addition, another nine genera and species were identified; Penicillium, Aspergillus, Paeciliomyces, Acremonium, Fusarium oxysporum, F.solani , Alternaria, Helminthosporium, Mucor.

Accessing occupational exposure to fungi in a cork industry

Different forms of fungal diseases affecting the nose and paranasal sinuses are recognized, including invasive and non-invasive fungal rhinosinusitis. Penicillium glabrum complex is associated with respiratory diseases such as suberosis, a typical disease of cork industry workers. In addition, Chrysonilia sitophila has been described as causing occupational asthma, associated to prolonged exposure to high counts of spores. In this study we aimed to access fungal exposure in workers from one cork industry through the mycological analysis of their nasal exudate and the environmental fungal contamination of their surroundings as well.

Assessment of fungal contamination in a Portuguese maternity unit

A descriptive study was developed to monitor air fungal contamination in one Portuguese maternity. Sixty air samples were collected through impaction method. Air sampling was performed in food storage facilities, kitchen, food plating, canteen, pharmacy, sterilization areas, genecology wards, intensive care unit, operating rooms, urgency and also, outside premises, since this was the place regarded as reference. Besides air samples, forty three samples were collected by swabbing the surfaces using a 10 by 10 cm square stencil. Simultaneously, temperature, relative humidity and particles counting (PM10) were registered. Twenty three species of fungi were identified in air, being the two most commonly isolated the genera Penicillium (41,5%) and Cladosporium (28,4%). Regarding yeasts, only Rhodotorula sp. (45,2%), Trichosporon mucoides (51,6%) and Cryptococcus neoformans (3,2%) were found. Thirteen species of fungi were identified in surfaces, being the most frequent the Penicillium genus (91,6%). Concerning yeasts found in surfaces, four species were identified being Rhodotorula sp. (29,1%) the most frequent. There was no coincidence between prevailing genera indoors and outside premises. Moreover, some places presented fungal species different from the ones isolated outside. In the inside environment, Aspergillus species were isolated in air and surfaces. There was no significant relationship (p>0,05) between fungal contamination and the studied environmental variables. Keywords: air, surfaces, fungal contamination, environmental variables, maternity.

Comparison of fungal contamination between hospitals and companies food units

A descriptive study was developed to compare air and surfaces fungal contamination in ten hospitals’ food units and two food units from companies. Fifty air samples of 250 litres through impaction method were collected from hospitals’ food units and 41 swab samples from surfaces were also collected, using a 10 by 10 cm square stencil. Regarding the two companies, ten air samples and eight surface samples were collected. Air and surface samples were collected in food storage facilities, kitchen, food plating and canteen. Outdoor air was also collected since this is the place regarded as a reference. Simultaneously, temperature, relative humidity and meal numbers were registered. Concerning air from hospitals’ food units, 32 fungal species were identified, being the two most commonly isolated genera Penicillium sp.

Obtenção de um hidrogel proveniente de proteínas da corvina (micropogonias furnieri) e solubilização das proteínas fibrosas residuais

Com o aumento na captura de pescado e da poluição do meio ambiente, esta-se à margem de exceder a estimativa do limite da sustentabilidade, e obviamente isto faz com se utilize os recursos marítimos com mais inteligência e precaução. Aplicando tecnologia enzimática ou química é possível recuperar as proteínas do processamento do pescado, produzindo hidrolisados e isolados protéicos. Uma grande quantidade de proteínas insolúveis está disponível em escamas, peles e ossos, subprodutos do processamento do pescado, que podem ser solubilizadas através de fungos e bactérias. Utilizando isolados protéicos é possível obter biopolímeros, estes têm chamado a atenção nos últimos anos, pois são biodegradáveis, não-tóxicos e geralmente biocompatíveis. Os hidrogéis protéicos são polímeros que podem absorver uma quantidade de água a partir de 10 até centenas de vezes o seu peso seco. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um hidrogel protéico, com propriedades superabsorventes, a partir das proteínas solúveis e insolúveis da corvina (Micropogonias furnieri). Para a produção dos hidrolisados a partir das proteínas solúveis foi utilizado processo enzimático (Alcalase e Flavourzyme) e químico (solubilização ácida e alcalina). Nos processos de solubilização das proteínas insolúveis foram utilizados microrganismos (bactérias e fungos). Tanto as bactérias como os fungos avaliados apresentaram capacidade de solubilizar as proteínas insolúveis presentes nos resíduos (escamas, ossos, cartilagens e outros). A bactéria que atingiu a maior atividade proteolítica foi a Bacillus velesensis (47,56 U mL-1) e o fungo foi o Penicillium sp. (E20) (31,20 U mL-1). Para a produção dos hidrogéis, foram utilizados isolados protéicos provenientes de solubilização ácida ou alcalina, produzidos a partir de resíduos da industrialização de pescado, modificados quimicamente com dianidrido etilenodiamino tetraacético (EDTAD) e adicionados de agente de ligação cruzada (glutaraldeído). Algumas proteínas modificadas ainda foram submetidas a tratamento com etanol. Foram realizadas análise estrutural das proteínas modificadas e estudo da capacidade de retenção de água dos hidrogéis assim obtidos. Os hidrogéis produzidos apresentaram alta capacidade de retenção de água. A máxima absorção de água foi alcançada pelo hidrogel ácido sem o tratamento com etanol foi de 103,25 gágua/ggel seco, enquanto que a mesma amostra tratada com etanol alcançou 216,05 gágua/ggel seco. Os hidrogéis produzidos podem ser utilizados em diversas indústrias, tais como, farmacêutica, alimentícia, médica, agroindústria, entre outras, que necessitem de hidrogéis com alta capacidade de retenção de água.

Otimização da produção biotecnológica de lipases e correlação com a produção de biossurfactantes

As lipases e os biossurfactantes são compostos produzidos por microrganismos através de fermentações em estado sólido (FES) ou sumberso (FSm), os quais são aplicáveis nas indústrias alimentícia e farmacêutica, na bioenergia e na biorremediação, entre outras. O objetivo geral deste trabalho foi otimizar a produção de lipases através de fermentação em estado sólido e fermentação submersa. Os fungos foram selecionados quanto à habilidade de produção de lipases através de FES e FSm e aqueles que apresentaram as maiores atividades lipolíticas foram utilizados na seleção de variáveis significativas e na otimização da produção de lipases nos dois modos de cultivo. Foram empregadas técnicas seqüenciais de planejamento experimental, incluindo planejamentos fracionários, completos e a metodologia de superfície de resposta para a otimização da produção de lipases. As variáveis estudadas na FES foram o pH, o tipo de farelo como fonte de carbono, a fonte de nitrogênio, o indutor, a concentração da fonte de nitrogênio, a concentração do indutor e a cepa do fungo. Na FSm, além das variáveis estudadas na FES, estudaram-se as variáveis concentração inicial de inóculo e agitação. As enzimas produzidas foram caracterizadas quanto à temperatura e pH ótimos e quanto à estabilidade a temperatura e pH. Nas condições otimizadas de produção de lipases, foi avaliada a correlação entre a produção de lipases e bioemulsificantes. Inicialmente foram isolados 28 fungos. Os fungos Aspergillus O- 4 e Aspergillus E-6 foram selecionados como bons produtores de lipases no processo de fermentação em estado sólido e os fungos Penicillium E-3, Trichoderma E-19 e Aspergillus O-8 como bons produtores de lipases através da fermentação submersa. As condições otimizadas para a produção de lipases através de fermentação em estado sólido foram obtidas utilizando-se o fungo Aspergillus O-4, farelo de soja, 2% de nitrato de sódio, 2% de azeite de oliva e pHs inferiores a 5, obtendo-se atividades lipolíticas máximas de 57 U. As condições otimizadas para a produção de lipases na fermentação submersa foram obtidas utilizando-se o fungo Aspergillus O-8, farelo de trigo, 4,5% de extrato de levedura, 2% de óleo de soja e pH 7,15. A máxima atividade obtida durante a etapa de otimização foi 6 U. As lipases obtidas por FES apresentaram atividades máximas a 35ºC e pH 6,0, enquanto que as obtidas por FSm apresentaram ótimos a 37ºC e pH 7,2. A estabilidade térmica das lipases produzidas via FSm foi superior a das lipases obtidas via FES, com atividades residuais de 72% e 26,8% após 1h de exposição a 90ºC e 60ºC, respectivamente. As lipases obtidas via FES foram mais estáveis em pH´s alcalinos, com atividades residuais superiores a 60% após 24 h de exposição, enquanto as lipases produzidas via FSm foram mais estáveis em pH´s ácidos, com 80% de atividade residual na faixa de pH entre 3,5 e 6,5. Na fermentação submersa a correlação entre a produção de lipases e a atividade emulsificante óleo em água (O/A) e água em óleo (A/O) dos extratos foi 95,4% e 86,8%, respectivamente, obtendo-se atividades emulsificantes máximas O/A e A/O de 2,95 UE e 42,7 UE. Embora a maior produção de lipases tenha sido obtida na fermentação em estado sólido, não houve produção concomitante de biossurfactantes. Os extratos da fermentação submersa apresentaram redução da tensão superficial de 50 mN m -1 para 28 mN m -1 e atividade antimicrobiana frente ao microrganismo S. aureus ATCC 25923, com potenciais antimicrobianos de 36 a 43% nos três primeiros dias de fermentação. A fermentação submersa foi a técnica que apresentou os melhores resultados de otimização da produção de lipases, bem como de produção simultânea de biossurfactantes.

In vitro experimental environments lacking or containing soil disparately affect competition experiments of Aspergillus flavus and co-occurring fungi in maize grains

In vitro experimental environments are used to study interactions between microorganisms, and predict dynamics in natural ecosystems. This study highlights that experimental in vitro environments should be selected to closely match the natural environment of interest during in vitro studies to strengthen extrapolations about aflatoxin production by Aspergillus and competing organisms. Fungal competition and aflatoxin accumulation was studied in soil, cotton wool or tube (water-only) environments, for Aspergillus flavus competition with Penicillium purpurogenum, Fusarium oxysporum or Sarocladium zeae within maize grains. Inoculated grains were incubated in each environment at two temperature regimes (25oC and 30oC). Competition experiments showed interaction between main effects of aflatoxin accumulation and environment at 25oC, but not so at 30oC. However, competition experiments showed fungal populations were always interacting with their environments. Fungal survival differed after the 72-hour incubation in different experimental environments. Whereas, all fungi incubated within the soil environment survived; in the cotton-wool environment, none of the competitors of A. flavus survived at 30 oC. With aflatoxin accumulation, F. oxysporum was the only fungus able to interdict aflatoxin production at both temperatures. This occurred only in the soil environment and fumonisins accumulated instead. Smallholder farmers in developing countries face serious mycotoxin contamination of their grains, and soil is a natural reservoir for the associated fungal propagules, and a drying and storage surface for grains on these farms. Studying fungal dynamics in the soil environment and other environments in vitro can provide insights into aflatoxin accumulation post harvest.

Redução dos níveis de Ocratoxina A por ação da enzima peroxidase

A ocratoxina A é um composto formado a partir do metabolismo secundário de fungos dos gêneros Aspergillus e Penicillium. Uma vez que a presença dessa micotoxina nos alimentos causa sérios danos à saúde humana e animal, surge o interesse pelo desenvolvimento de métodos que visem a redução dos seus níveis em diferentes matrizes. Diversos processos de descontaminação têm sido propostos, sendo que os métodos de redução biológica tem recebido destaque. Esses métodos consistem na aplicação de micro-organismos ou de suas enzimas, o que gera a biotransformação ou degradação da toxina produzindo metabólitos com menor ou nenhuma toxicidade. Diante disso, o objetivo geral do trabalho foi avaliar o efeito da peroxidase na redução dos níveis de ocratoxina A. As enzimas peroxidases testadas foram a comercial e a obtida do farelo de arroz. Para a extração enzimática foram utilizadas as frações granulométricas do farelo de arroz de 48 a 100 mesh, sendo estas frações caracterizadas quimicamente. A peroxidase foi extraída do farelo de arroz em tampão 10 mM pH 5,0 e purificada por partição trifásica, obtendo 77,1% de recuperação e 9,2 para o fator de purificação. O método utilizado para a extração da ocratoxina A do sistema aquoso foi por partição líquido-líquido utilizando como solvente o clorofórmio, sendo esse método validado segundo os parâmetros de linearidade (0,1 a 20 ng mL-1), coeficientes de correlação (0,9997) e de determinação (0,9994), e limites de detecção (0,02) e quantificação (0,03). A afinidade entre as peroxidases e a ocratoxina A foi verificada segundo os parâmetros de KM e Vmáx, resultando em 0,00027 mM e 0,000015 mM min-1, respectivamente, para a peroxidase comercial, e 0,0065 mM e 0,000031 mM min-1 para a obtida do farelo de arroz. Com relação aos percentuais de redução de ocratoxina A, foram avaliadas 3 proporções enzima:substrato (1:10, 1:5 e 8:1 para a comercial e 1:10, 1:5 e a com atividade de 0,063 U mL-1 para a do farelo), sendo que as proporções que forneceram maior redução foi a de 8:1 para a enzima comercial (0,063 U mL-1) e a correspondente a 0,063 U mL-1 para a enzima obtida do farelo. Os percentuais de redução de ocratoxina A foram de 59% para a peroxidase comercial em 300 min e 41% para a peroxidase do farelo de arroz em 1440 min. O efeito de adsorção da ocratoxina A pela enzima peroxidase foi descartado uma vez que foi realizada a sua hidrólise com a enzima pepsina e verificado um percentual de 2,7% de adsorção, demonstrando que a redução foi por ação enzimática. A enzima obtida de farelo de arroz com atividade de 0,063 U mL-1 foi aplicada em suco de uva tinto e branco. Observou-se que para o primeiro não houve redução significativa, enquanto que para o segundo a redução foi de 17%. Neste trabalho, então, foi possível verificar a capacidade de redução dos níveis da ocratoxina A pela enzima peroxidase, tanto em sistema aquoso como no suco de uva integral branco.

Fungi spores dimension matters in health effects: a methodology for more detail fungi exposure assessment

Health effects resulting from dust inhalation in occupational environments may be more strongly associated with specific microbial components, such as fungi, than to the particles. The aim of the present study is to characterize the occupational exposure to the fungal burden in four different occupational settings (two feed industries, one poultry and one waste sorting industry), presenting results from two air sampling methods – the impinger collector and the use of filters. In addition, the equipment used for the filter sampling method allowed a more accurate characterization regarding the dimension of the collected fungal particles (less than 2.5 μm size). Air samples of 300L were collected using the impinger Coriolis μ air sampler. Simultaneously, the aerosol monitor (DustTrak II model 8532, TSI®) allowed assessing viable microbiological material below the 2.5 μm size. After sampling, filters were immersed in 300 mL of sterilized distilled water and agitated for 30 min at 100 rpm. 150 μl from the sterilized distilled water were subsequently spread onto malt extract agar (2%) with chloramphenicol (0.05 g/L). All plates were incubated at 27.5 ºC during 5–7 days. With the impinger method, the fungal load ranged from 0 to 413 CFU.m-3 and with the filter method, ranged from 0 to 64 CFU.m-3. In one feed industry, Penicillium genus was the most frequently found genus (66.7%) using the impinger method and three more fungi species/genera/complex were found. The filter assay allowed the detection of only two species/genera/complex in the same industry. In the other feed industry, Cladosporium sp. was the most found (33.3%) with impinger method and three more species/genera/complex were also found. Through the filter assay four fungi species/genera/complex were found. In the assessed poultry, Rhyzopus sp. was the most frequently detected (61.2%) and more three species/genera/complex were isolated. Through the filter assay, only two fungal species/genera/complex were found. In the waste sorting industry Penicillium sp. was the most prevalent (73.6%) with the impinger method, being isolated two more different fungi species/genera/complex. Through the filter assay only Penicillium sp. was found. A more precise determination of occupational fungal exposure was ensured, since it was possible to obtain information regarding not only the characterization of fungal contamination (impinger method), but also the size of dust particles, and viable fungal particles, that can reach the worker ́s respiratory tract (filters method). Both methods should be used in parallel to enrich discussion regarding potential health effects of occupational exposure to fungi.