Determination of 24 pesticide residues in fortified wines by solid-phase microextraction and gas chromatography tandem mass spectrometry

The present work describes a solid-phase microextraction (SPME) gas chromatography_tandem mass spectrometry (MS/MS) method to quantify 24 pesticides in fortified white wine and fortified red wine. In this study “fortified wine” refers to a wine in which fermentation is arrested before completion by alcohol distillate addition, allowing sugar and alcoholic contents to be higher (around 80-100 g/L total sugars and 19-22% alcohol strength (v/v)). The analytical method showed good linearity, presenting correlation coefficients (R2) ≥ 0.989 for all compounds. Limits of detection (LOD) and quantitation (LOQ) in the ranges of 0.05-72.35 and 0.16-219.23 μg/L, respectively, were obtained. LOQs are below the maximum residue levels (MRL) set by European Regulation for grapes. The proposed method was applied to 17 commercial fortified wines. The analyzed pesticides were not detected in the wines tested.

Production, purification and characterisation of polysaccharides from pleurotus ostreatus with antitumor activity

Background: Mushroom polysaccharides play an important role in functional foods because they exhibit biological modulator properties such as antitumour, antiviral and antibacterial activities. The present study involved the production, purification and characterisation of intracellular and extracellular free and protein-bound polysaccharides from Pleurotus ostreatus and the investigation of their growth-inhibitory effect on human carcinoma cell lines. Results: Several fermentation parameters were obtained: batch polysaccharide productivities of 0.013 +/- 8.12 x 10-5 and 0.037 +/- 0.0005 g L-1 day-1 for intracellular and extracellular polysaccharides respectively, a maximum biomass concentration of 9.35 +/- 0.18 g L-1, Pmax = 0.935 +/- 0.018 g L-1 day-1, µmax = 0.218 +/- 0.02 day-1, YEP/X = 0.040 +/- 0.0015 g g-1 and YIP/X = 0.014 +/- 0.0003 g g-1. Some polysaccharides exhibited superoxide dismutase (SOD)-like activity of 50-200 units. Fourier transform infrared analysis of the polysaccharides revealed absorption bands characteristic of such biological macromolecules. Cytotoxicity assays showed that both intracellular and extracellular polysaccharides exhibited antitumour activity towards several tested human carcinoma cell lines in a dose-dependent manner. Conclusion - The polysaccharides of P. ostreatus exhibited high SOD-like activity, which strongly supports their biological effect on tumour cell lines. The extracellular polysaccharides presented the highest antitumour activity towards the RL95 carcinoma cell line and should be further investigated as an antitumour agent.

Production, purification and characterization of laccase from pleurottus ostreatus grown on tomato pomace

A strain of Pleurotus ostreatus was grown in tomato pomace as sole carbon source for production of laccase. The culture of P. ostreatus revealed a peak of laccase activity (147 U/L of fermentation broth) on the 4th day of culture with a specific activity of 2.8 U/mg protein. Differential chromatographic behaviour of laccase was investigated on affinity chromatographic matrices containing either urea, acetamide, ethanolamine or IDA as affinity ligands. Laccase exhibited retention on such affinity matrices and it was purified on a Sepharose 6B-BDGE-urea column with final enzyme recoveries of about 60%, specific activity of 6.0 and 18.0 U/mg protein and purification factors in the range of 14-46. It was also possible to demonstrate that metal-free laccase did not adsorb to Sepharose 6B-BDGE-urea column which suggests that adsorption of native laccase on this affinity matrix was apparently due to the specific interaction of carbonyl groups available on the matrix with the active site Cu (II) ions of laccase. The kinetic parameters (V (max), K (m) , K (cat), and K (cat)/K (m) ) of the purified enzyme for several substrates were determined as well as laccase stability and optimum pH and temperature of enzyme activity. This is the first report describing the production of laccase from P. ostreatus grown on tomato pomace and purification of this enzyme based on affinity matrix containing urea as affinity ligand.

Protein-Polysaccharides of trametes versocolor: production and biological activities

Extracellular-(E-PPS) and intracellular-protein-polysaccharides (I-PPS) complexes were produced by Trametes versicolor in submerged cultures with different carbon sources. The highest extracellular-(EPS) and intracellular-polysaccharide (IPS) concentration in the complexes was obtained with tomato pomace culture. DPPH radical scavenging for E-PPS and I-PPS produced by liter of culture was equivallent to 2.115 +/- A 0.227 and 1.374 +/- A 0.364 g of ascorbic acid, respectively. These complexes showed a protector effect in the oxidation of erythrocyte membranes and had ability to inhibit the hemolysis and methemoglobin synthesis in stressed erythrocytes. These results suggest that extracellular- and intracellular- polysaccharides produced are important bioactive compounds with medicinal potential.

Controlo da fermentação do mosto e das condições ambientais de uma sala de lagares

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Formate metabolism in sulfate reducing bacteria

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biochemistry

Detection of Vibrio parahaemolyticus and Vibrio cholerae in oyster, Crassostrea rhizophorae, collected from a natural nursery in the Cocó river estuary, Fortaleza, Ceará, Brazil

Oysters are edible organisms that are often ingested partially cooked or even raw, presenting therefore a very high risk to the consumers' health, especially in tropical regions. The presence of Vibrio cholerae and Vibrio parahaemolyticus in oysters sampled at an estuary in the Brazilian northeastern region was studied, with 300 oysters tested through an 8-months period. The salinity of the water at the sampling point varied between 3% and 27‰. V. cholerae was the most frequently detected species (33.3% of the samples), and of the 22 V. cholerae isolates, 20 were identified as non-O1/non-O139, with two of the colonies presenting a rough surface and most of remaining ones belonging to the Heiberg II fermentation group. V. parahaemolyticus was isolated from just one of the samples. Other bacteria such as Providencia spp., Klebsiella spp. and Morganella morganii were also isolated.

An evaluation of manual and mechanical methods to identify Candida spp. from human and animal sources

To compare two yeast identification methods, i. e, the manual and the VITEK mechanical methods, 62 clinical samples from hemocultures and animal sources were analyzed. After identification as Candida yeasts by the VITEK method, the strains were recharacterized using manual assimilation methods and sugar fermentation tests. Our findings reveal 58% concurrent identification between the two methods for animal strains, and 51% for human hemoculture strains.

Occurrence of Proteus mirabilis associated with two species of venezuelan oysters

The fecal contamination of raw seafood by indicators and opportunistic pathogenic microorganisms represents a public health concern. The objective of this study was to investigate the presence of enteric bacteria colonizing oysters collected from a Venezuelan touristic area. Oyster samples were collected at the northwestern coast of Venezuela and local salinity, pH, temperature, and dissolved oxygen of seawater were recorded. Total and fecal coliforms were measured for the assessment of the microbiological quality of water and oysters, using the Multiple Tube Fermentation technique. Analyses were made using cultures and 16S rRNA gene sequencing. Diverse enrichment and selective culture methods were used to isolate enteric bacteria. We obtained pure cultures of Gram-negative straight rods with fimbriae from Isognomon alatus and Crassostrea rhizophorae. Our results show that P. mirabilis was predominant under our culture conditions. We confirmed the identity of the cultures by biochemical tests, 16S rRNA gene sequencing, and data analysis. Other enterobacteria such as Escherichia coli, Morganella morganii and Klebsiella pneumoniae were also isolated from seawater and oysters. The presence of pathogenic bacteria in oysters could have serious epidemiological implications and a potential human health risk associated with consumption of raw seafood.

Valorização da Drêche Cervejeira: Fermentação de Pentoses

O presente trabalho tem como objetivo a otimização da etapa de fermentação dos açúcares obtidos a partir da drêche cervejeira para produção do bioetanol através da utilização das leveduras Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NCYC 2791 como agentes fermentativos. O meio de cultura usado para manter as culturas destas leveduras foi Yeast Extract Peptone Dextrose (YEPD). O principal propósito deste trabalho foi o de encontrar alternativas aos combustíveis fósseis, pautando-se por soluções inofensivas para o meio ambiente e sustentáveis. Assim, o trabalho está dividido em quatro etapas: 1) caraterização química e biológica da drêche; 2) pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática para primeiramente quebrar as moléculas de lenhina que envolvem os polímeros de celulose e hemicelulose e em seguida romper as ligações poliméricas destas macromoléculas por ação enzimática e transforma-las em açúcares simples, respetivamente, obtendo-se então a glucose, a maltose, a xilose e a arabinose; e, por último, 3) otimização da etapa de fermentação da glucose, maltose e das pentoses que constitui a condição essencial para se chegar à síntese do bioetanol de um modo eficiente e sustentável e 4) a recuperação do bioetanol produzido por destilação fracionada. A quantificação dos açúcares libertados no processo foi feita recorrendo a análises por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Neste estudo foram identificados e quantificados cinco açúcares: Arabinose, Glucose, Maltose, Ribose e Xilose. Na etapa de pré-tratamento e hidrólise enzimática foram usados os ácidos clorídrico (HCl) e nítrico (HNO3) com a concentração de 1% (m/m), e as enzimas Glucanex 100g e Ultraflo L. Foram testadas seis condições de pré-tratamento e hidrólise enzimática, alterando os parâmetros tempo de contacto e razão enzimas/massa de drêche, respetivamente, e mantendo a temperatura (50 ºC), velocidade de agitação (75 rpm) e concentração dos ácidos (1% (m/m)). No processamento de 25 g de drêche seca com 0,5 g de Glucanex, 0,5 mL de Ultraflo e um tempo de reação de 60 minutos para as enzimas foi obtida uma eficiência de 15%, em hidrolisado com 6% da celulose. Realizou-se a fermentação do hidrolisado resultante do pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática de drêche cervejeira e de meios sintéticos preparados com os açúcares puros, usando as duas estirpes selecionadas para este estudo: Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NYCY 2791. As eficiências de fermentação dos açúcares nos meios sintéticos foram superiores a 80% para ambas as leveduras. No entanto, as eficiências de fermentação do hidrolisado da drêche foram de 45,10% pela Pichia stipitis e de 36,58 para Kluyveromyces marxianus, para um tempo de fermentação de 72 horas e à temperatura de 30 °C. O rendimento teórico em álcool no hidrolisado da drêche é de 0,27 g/g, três vezes maior do que o real (0,0856 g/g), para Pichia stipitis e de 0,19 g/g seis vezes maior do que o real (0,0308 g/g), para a Kluyveromyces marxianus.

Análise do ciclo de vida da produção do butanol

Este trabalho teve como objetivo avaliar e comparar os impactes ambientais da produção do butanol considerando três processos produtivos: um que usa fontes fósseis e dois que usam fontes renováveis, nomeadamente palha de trigo e milho. Para o primeiro caso considerouse o processo oxo e os restantes usaram o processo de produção ABE (acetona, butanol e etanol). Na primeira etapa estudaram-se e descreveram-se os diferentes processos referidos. A análise do ciclo de vida foi depois aplicada efetuando as quatro fases nomeadamente definição do âmbito e objetivo, inventário, avaliação de impactes e interpretação dos resultados obtidos. O inventário foi efetuado tendo em conta a bibliografia existente sobre estes processos e com o auxílio da base de dados Ecoinvent Versão3 Database™. Na avaliação de impactes utilizou-se o método Impact 2002 + (Endpoint). Concluiu-se que a produção do butanol pelo processo ABE utilizando o milho é a que apresenta maior impacte ambiental e a que produção do butanol pelo processo ABE usando a palha de trigo é a que apresenta um menor impacte ambiental, quando o processo de alocação foi efetuado tendo em conta as massas de todos os produtos produzidos em cada processo. Foi efetuada uma análise de sensibilidade para a produção de butanol usando palha de trigo e milho relativa aos dados de menor qualidade. No processo da palha de trigo fez-se variar a quantidade de material enviado para a digestão anaeróbia e a quantidade de efluente produzida. No processo relativo ao milho apenas se fez variar a quantidade de efluente produzida. As variações tiveram um efeito pouco significativo (<1,3%) no impacte global. Por fim, efetuou-se o cálculo dos impactes considerando uma alocação económica que foi executada tendo em conta os preços de venda para o ano 2013 na Europa, para os produtos produzidos pelos diferentes processos. Considerando o valor económico verificou-se um aumento do peso relativo ao butanol, o que fez aumentar significativamente o impacte ambiental. Isto deve-se em grande parte ao baixo valor económico dos gases formados nos processos de fermentação. Se na alocação por massa for retirada a massa destes gases os resultados obtidos são similares nos dois tipos de alocação.

Biogenic amines in wine: gene transcription as a tool for selection of Oenococcus oeni starter strains

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Food waste valorization through the production of polyhydroxyalkanoates by mixed microbial cultures

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Investigation of the regulation mechanisms for bioplastics production from industrial residues

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Microbial contribution to biofuels production

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química e Bioquímica