Morfologia, estrutura celular, metabolismo, nutrição e multiplicação de bactérias e leveduras

Unidade 2

Teste de sensibilidade a bactérias a agentes microbianos

Apresenta um teste de laboratório para determinar a concentração inibitória mínima (CIM ou MIC, em inglês). Como agentes inibitórios são utilizados o sulfito de sódio e o sulfato de cobre, em cinco concentrações diferentes para cada um em uma bactéria contaminante da fermentação. É preparado o inóculo da bactéria, que é misturado ao caldo com nutrientes, água destilada e a solução do antimicrobiano, sendo uma amostra para cada concentração. É feita a leitura da absorbância inicial e, após o tempo de incubação, é feita a leitura da absorbância final. Como exercício, calcular a variação de absorbância para cada concentração. A concentração de antimicrobiano que causou a menor variação de absorbância é a concentração mínima inibitória deste antimicrobiano.

Avaliação do potencial de formigas (Hymenoptera: formicidae) como vetores mecânicos de bactérias do gêneroSstaphylococcus no ambiente hospitalar.

In a hospital environment, these bacteria can be spread by insects such as ants, which are characterized by high adaptability to the urban environment. Staphylococcus is a leading cause of hospital infection. In Europe, Latin America, USA and Canada, the group of coagulase negative staphylococci (CoNS) is the second leading cause of these infections, according to SENTRY (antimicrobial surveillance program- EUA). In this study, we investigated the potential of ants (Hymenoptera: Formicidae) as vehicle mechanics of Staphylococcus bacteria in a public hospital, in Natal-RN. The ants were collected, day and night, from June 2007 to may 2008, in the following sectors: hospitals, laundry, kitchen, blood bank. The ants were identified according to the identification key of Bolton, 1997. For the analysis of staphylococci, the ants were incubated in broth Tryptic Soy Broth (TSB) for 24 hours at 35 º C and then incubated on Mannitol Salt Agar. The typical colonies of staphylococci incubated for 24 hours at 35 ° C in Tryptic Soy Agar for the characterization tests (Gram stain, catalase, susceptibility to bacitracin and free coagulase). The identification of CoNS was performed through biochemical tests: susceptibility to novobiocin, growth under anaerobic conditions, presence of urease, the ornithine decarboxylation and acid production from the sugars mannose, maltose, trehalose, mannitol and xylose. The antimicrobial susceptibility examined by disk-diffusion technique. The technique of Polymerase Chain Reaction was used to confirm the presence of mecA gene and the ability to produce biofilm was verified by testing in vitro using polystyrene inert surface, in samples of resistant staphylococci. Among 440 ants, 85 (19.1%) were carrying coagulase-negative staphylococci (CoNS) of the species Staphylococcus saprophyticus (17), Staphylococcus epidermidis (15), Staphylococcus xylosus (13), Staphylococcus hominis hominis (10), Staphylococcus lugdunensis (10), Staphylococcus warneri (6), Staphylococcus cohnii urealyticum (5), Staphylococcus haemolyticus (3), Staphylococcus simulans (3), Staphylococcus cohnii cohnii (2), and Staphylococcus capitis (1). No Staphylococcus aureus was found. Among the isolates, 30.58% showed resistance to erythromycin. Two samples of CoNS (2.35%), obtained from the ant Tapinoma melanocephalum collected in the post-surgical female ward, S. Hominis hominis and S. lugdunensis harbored the mecA gene and were resistant to multiple antibiotics, and the specie S. hominis hominis even showed to be a biofilm producer. This study proves that ants act as carriers of multidrug-resistant coagulase-negative Staphylococci and biofilm producers and points to the risk of the spreading of pathogenic microorganisms by this insect in the hospital environment

Iga total e específica para bactérias enteropatogênicas no colostro e leite de mães da zona rural da Paraíba

Trata-se de um coorte prospectivo com amostras de leite de 28 mães da zona rural da Paraíba, durante diferentes dias de amamentação exclusiva, com objetivo de avaliar através do ensaio imunoenzimático a presença de imunoglobulina A secretora (sIgA) total e específica contra antígenos de Escherichia coli enteropatogênica (EPEC) e Shigella flexneri. A reatividade dos anticorpos foi analisada pelo Western blot . Os resultados mostram presença da sIgA em todas as amostras, com medianas no colostro de 8,092 g/L(4,546-17,252) e leite de 0,695g/L (0,020-2,830). As medianas nos títulos de colostro de IgA anti-EPEC foi 41 (1-659) e anti-Shigella flexneri de 18 (1-4727) enquanto no leite anti-EPEC foi de 8 (1-288) e anti-Shigella flexneri de 6 (1-450). Houve grandes variações entre as mães e entre os dias de amamentação. No Western blot os anticorpos sIgA reagiram com proteínas de EPEC e Shigella flexneri, destacando-se a fração antigênica de 94kDa, correspondente a intimina. Os resultados mostram que a presença de sIgA total e de anticorpos IgA contra EPEC e Shigella flexneri no colostro e leite de mães residentes em zona rural, com precárias condições sócioeconômica e sanitárias, não diferem de estudos realizados com populações de área urbana e reforçam a importância do leite materno na defesa contra infecções entéricas. Apesar da ausência na literatura de estudos avaliando o perfil de anticorpos sIgA no leite de mães residentes em zona rural do Brasil, os resultados demonstraram que a presença de sIgA total e de anticorpos IgA contra EPEC e Shigella flexneri no colostro e leite de mães residentes em zona rural, com precárias condições sócio-econômica e sanitárias, não diferem de estudos realizados com populações de área urbana e reforçam a importância do leite materno na defesa contra infecções entéricas

Qualidade microbiológica de leite UHT caprino: pesquisa de bactérias dos gêneros Staphylococcus, Bacillus e Clostridium

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Bactérias do gênero Aeromonas em água de matadouro bovino

Verificou-se a ocorrência de bactérias do gênero Aeromonas em amostras de água (abastecimento/residuária) obtidas em matadouro bovino. Analisaram-se a água utilizada nas dependências internas, a água dos currais, utilizada na dessedentação, pré-higienização e tranqüilização dos animais e a água residuária da lavagem das carcaças. Das 30 amostras representativas de cada tipo, bactérias do gênero Aeromonas foram isoladas em 10 (33,3%) amostras da água dos currais e em 10 (33,3%) amostras da água residuária da lavagem de carcaças. Nenhuma das amostras da água tratada de abastecimento das instalações revelou-se positiva no isolamento. As espécies isoladas foram Aeromonas hydrophila em duas (2,2%) e Aeromonas caviae em 19 (21,1%) amostras. Uma cepa considerada atípica foi isolada da água dos currais. Os resultados evidenciaram que a água dos currais pode ser uma importante fonte de contaminação, principalmente para a pele, e através dela as Aeromonas sp. podem chegar à sala de matança.

Redução de Bactérias Indicadoras de Poluição Fecal em Estrume de Aves de Postura Tratados por Biodigestão Anaeróbia

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Quantificação das Bactérias Sólido-Aderidas, Bactérias e Protozoários Líquido-Associados do Rúmen de Bovinos Jovens Alimentados com Amiréia

Foram utilizados quatro bovinos mestiços, castrados, canulados no rúmen com o objetivo de quantificar as bactérias e protozoários líquido-associados, as bactérias sólido-aderidas e relacioná-las com o pH ruminal de bovinos recebendo amiréia dietética (30% de uréia) no concentrado e silagem de milho. Realizaram-se três coletas de conteúdo ruminal, à 1h, às 2h30 e 11h30 após a alimentação. A massa microbiana foi quantificada e qualificada nas diferentes frações das bactérias sólido-aderidas (BSA), bactérias líquido-associadas (BLA) e protozoários líquido-associados (PLA) e seus teores de nitrogênio (N), de matéria seca (MS) e de matéria orgânica (MO), determinados. A população microbiana apresentou crescente contribuição das BSA no decorrer do tempo, o que não ocorreu com BLA e PLA. O teor de MO/MS das BSA também aumentou o tempo 2h30, permanecendo inalterado até 11h30. Os teores de nitrogênio das BSA expressos na matéria orgânica diminuíram em tempos de coleta iguais ou superiores a 2h30, embora os teores de N na matéria seca não apresentassem essa diferença. As relações entre bactéria:protozoário encontradas foram iguais a 1 : 2,1 à 1 h, 2,6: 1 às 2h30 e 2,2: 1 às 11h30 após a alimentação, quando foi observado predomínio de protozoários e bactérias, ambos associados ao líquido ruminal. As quantidades totais e as frações do pool microbiano ruminal não foram influenciadas pelo pH, provavelmente, porque este se manteve sempre acima de 6,39.

Método rápido de extração de DNA de bactérias

Desenvolveu-se um método rápido para extração de DNA de bactérias, que ao contrário de outros métodos, não requer o uso de enzimas, como lisozima e proteinase K, previamente, utilizado-se o carbonato de silício (carborundum) como agente físico para efetuar a quebrar da parede celular da bactéria. Com este método conseguiu-se extrair DNA bacteriano num menor tempo, além de mais rápido, ele mostrou-se mais simples e econômico, quando comparado aos métodos convencionais. O DNA obtido pode ser utilizado para diversas finalidades relacionadas ao DNA de bactérias, obtendo-se uma quantidade razoável de DNA, que varia de 725 µg/mL a 1170 µg/mL por cada 0,1 g de célula bacteriana, com ótima qualidade.

Avaliação, identificação e atividade enzimática de bactérias psicotróficas presentes no leite cru refrigerado

Extended storage of refrigerated milk can lead to reduced quality of raw and processed milk, which is a consequence of the growth and metabolic activities of psychrotrophic bacteria, able to grow under 7oC or lower temperatures. Although most of these microorganisms are destroyed by heat treatment, some have the potential to produce termoresistant proteolytic and lipolytic enzymes that can survive even UHT processing and reduce the processed products quality. Recently, the IN 51 determineds that milk should be refrigerated and stored at the farm what increased the importance of this group of microorganisms. In this work, psychrotrophic bacteria were isolated from 20 communitarian bulk tanks and 23 individual bulk tanks from dairy farms located at Zona da Mata region of Minas Gerais State and from southeastern Rio de Janeiro. Selected milk dilutions were plated on standard agar and after incubation for 10 days at 7oC, five colonies were isolated, firstly using nutrient agar and after using McConkey agar for 24 hours at 21oC. The isolates were identified by morphology, Gram stain method, catalase production, fermentative/oxidative metabolism and by API 20E, API 20NE, API Staph, API Coryne or API 50 CH (BioMerieux). In order to ensure reproductibility, API was repeated for 50% of the isolates. Species identification was considered when APILAB indexes reached 75% or higher. 309 strains were isolated, 250 Gram negative and 59 Gram positive. 250 Gram negative isolates were identified as: Acinetobacter spp. (39), Aeromonas spp. (07), A. Hydrophila (16), A. sobria (1), A. caviae (1), Alcaligenes feacalis (1), Burkholderia cepacia (12), Chryseomonas luteola (3), Enterobacter sp. (1), Ewingella americana(6), Hafnia alvei (7), Klebsiella sp. (1), Klebsiella oxytoca (10), Yersinia spp. (2), Methylobacterium mesophilicum (1), Moraxella spp. (4), Pantoea spp. (16), Pasteurella sp. (1), Pseudomonas spp. (10), P. fluorescens (94), P. putida (3), Serratia spp. (3), Sphigomonas paucomobilis (1). Five isolates kept unidentified. Pseudomonas was the predominant bacteria found (43%) and P. fluorescens the predominant species (37.6%), in accordance with previous reports. Qualitative analysis of proteolytic and lipolytic activity was based on halo formation using caseinate agar and tributirina agar during 72 hours at 21oC and during 10 days at 4°C, 10oC and 7°C. Among 250 Gram negative bacteria found, 104 were identified as Pseudomonas spp. and 60,57% of this group showed proteolytic and lipolytic acitivities over all four studied temperatures. 20% of Acinetobacter, Aeromonas, Alcaligenes, Burkholderia, Chryseomonas, Methylobacterium, Moraxella presented only lipolytic activity. Some isolates presented enzymatic activity in one or more studied temperatures. Among Gram positive bacteria, 30.51% were proteolytic and lipolytic at 10oC, 8.47% were proteolytic at 7oC, 10oC, and 21oC, 8.47% were proteolytic at all studied temperatures (4oC, 7oC, 10oC and 21oC) and 3.38% were proteolytic only at 21oC. At 4oC, only one isolate showed proteolytic activity and six isolates were lipolytic. In relation to Gram negative microorganisms, 4% were proteolytic and lipolytic at 7oC, 10oC and 21oC, 10% were proteolytic at 10oC and 4.4% were lipolytic at 4oC, 7oC, 10oC and 21oC, while 6.4% of all isolates were proteolytic and lipolytic at 10oC and 21oC as well as lipolytic at 4oC and 7oC. These findings are in accordance with previous researches that pointed out Pseudomonas as the predominant psycrotrophic flora in stored refrigerated raw milk

Desenvolvimento de sorvete probiótico a base de leite de cabra: estudo da formulação, características físico químicas, sensoriais e viabilidade das bactérias probióticas

This work targetet the caprine ice cream production added with probiotic bacteria Bifidobacterium animalis subsp. lactis. It is divided into two parts. In the first one, four caprine ice cream formulations were evaluated, in which it was used hydrogenated fat (F1 and F3) or fat substitute (F2 and F4) in two different flavors (F1 and F2, passion fruit, F3 and F4, guava). Statistical differences (p<0.05) were detected for their physical-chemical properties, mainly for total solids and fat, but no differences were observed for melting test results. When it went to sensory acceptance, all four ice cream formulations reached high acceptance indexes, mostly formulation F4, which was selected for further studies. In the second part, F4 formulation was prepared with the addition of probiotic bacteria Bifidobacterium animalis subsp. lactis. The growth kinetics was studied and it was observed that the cellular concentration peak was reached after four fermentation hours (10.14 log UFC/g). This time was selected for pre-fermentation procedure and posterior addition at ice cream syrup. In this part of the study, two experimental groups were evaluated: group G1, in which the probiotic addition occurred before the maturation step and group G2, which included a pre-fermentation step and probiotic addition after ice cream maturation. The physical-chemical properties of these two ice cream groups were similar, except for pH, which was higher for group G2 (p<0.05). G1 samples had superior melting rate (3.566 mL/min) and both groups presented microbiological and sanitary results in accordance to current Brazilian legislation. Also, G1 and G2 were considered sensory accepted due to their acceptance indexes higher than 70%. G1 and G2 sensory profiles were similar (p>0.05), and both ice cream samples exhibited high creaminess (6.76 to 6.91) and mouth melting sensation (6.53 to 6.67) scores, while low sandiness scores (0.85 to 0.86) were observed, positive characteristics for this kind of food product. During the first 24 hours after ice cream production, the population of B. animalis subsp. lactis decreased, reaching 7.15 e 6.92 log CFU/g for G1 and G2, respectively. Probiotic bacteria counts fluctuated in ice cream samples during the first 108 days at frozen storage, especially for G2 group. Decreased probiotic viability was observed for G1 samples during the first 35 days of frozen storage, mild variation between 35 and 63 days and stabilized counts were observed after this time. After 21 days at frozen storage, ice cream samples of G1 and G2 groups reached 1.2 x 109 and 1.3 x 109 CFU/portion, respectively. After 108 days under these storage conditions, the survival rate of B. animalis subsp. lactis was 94.26% and 81.10% for G1 and G2 samples, respectively. After simulation of gastroenteric conditions, G2 group reached 9.72 x 105 CFU/portion. Considering the current requirements of Brazilian legislation, which stipulates that functional foods must have minimum probiotic count between 108 and 109 CFU/portion and detectable probiotic bacteria after being submitted to gastroenteric conditions, it is concluded that the ice cream with the addition of Bifidobacterium animalis subsp. lactis made as shown in this work, can be considered as a dairy functional food

Avaliação de bactérias nitrificantes em filtros biológicos submersos aerados

This study investigates a new treatment system of wastewater by anaerobic and aerobic biological filters for nitrogen modification. The main objective of this study was evaluate, on a pilot scale, quantitatively and qualitatively the bacterian nitrifying community in a experimental sewage treatment system made by aerobics biological filters in series, in search of figure out the dynamic of nitrogen modification process. It was collected and laboratorial analysed microbiologically, regarding NMP of Nitrosomonas e Nitrobacter, and physical-chemically considering nitrogen sequence. We conclude that: the association in aerobic biological filters under nutrition controlled conditions and oxygen level allows the appearance of bacterian community responsible for the nitrogen modification; the method used, despite its limitations, provided the selection of autotrophic nitrifying microorganisms, allowing the identification of Nitrosomonas and Nitrobacter; the flow direction tested in the experimental unit did not affect the nitrifying bacterial community, certainly because they were kept drowned and did not occur flow speed that could breake the formed biomass; the nitrification process happened in aerated biological filters in all phases of the research, comproved by microbiological tests; in the third phase of the research the increase of the oxygen rate was significant for the nitrificant bacterian community in the aerate biological filters, allowing its growth, occurring relation between the efficiency of nitrification system and the quantity of organisms responsible for this process; the conduit used in aerated biological filters showed satisfactory performance support material to the nitrifying bacteria development

Quantificação da floculação de Saccharomyces cerevisiae por bactérias contaminantes da fermentação alcoólica

O assentamento de células de leveduras no fundo das dornas e perdas de células nas centrífugas podem ser causadas por bactérias floculantes, contaminantes naturais da fermentação alcoólica industrial. Estes problemas levam a queda no rendimento e produtividade do etanol. O presente trabalho visa a caracterização da floculação de Saccharomyces cerevisiae por Lactobacillus fermentum CCT 1396. As células de leveduras e bactérias foram misturadas e a floculação das células quantificadas por espectrofotometria. Concentrações de bactérias numa faixa de 0,4 a 3,8g/L (biomassa seca) foram testadas a fim de determinar a ótima concentração de bactérias necessária para provocar a floculação das leveduras. O efeito de pH na floculação das células de leveduras e bactérias foi determinado. 1,38g/L de bactéria foi necessário para a floculação, de 65,4g/L de células de levedura com tempo de contato entre as células (sob agitação) de 15 minutos e repouso de 20 minutos. No pH 3,0 pouco efeito na floculação celular foi detectado e as células continuaram floculadas, mas na faixa de pH 2,0 -- 2,5 a floculação foi próxima de zero. Esta técnica pode ser utilizada para o controle da floculação de leveduras de indústrias de produção de álcool, para determinar a origem desta floculação, já que trata-se de uma técnica fácil, econômica e rápida.