Combining nonthermal technologies to control foodborne microorganisms

Novel nonthermal processes, such as high hydrostatic pressure (HHP), pulsed electric fields (PEFs), ionizing radiation and ultrasonication, are able to inactivate microorganisms at ambient or sublethal temperatures. Many of these processes require very high treatment intensities, however, to achieve adequate microbial destruction in low-acid foods. Combining nonthermal processes with conventional preservation methods enhances their antimicrobial effect so that lower process intensities can be used. Combining two or more nonthermal processes can also enhance microbial inactivation and allow the use of lower individual treatment intensities. For conventional preservation treatments, optimal microbial control is achieved through the hurdle concept, with synergistic effects resulting from different components of the microbial cell being targeted simultaneously. The mechanisms of inactivation by nonthermal processes are still unclear; thus, the bases of synergistic combinations remain speculative. This paper reviews literature on the antimicrobial efficiencies of nonthermal processes combined with conventional and novel nonthermal technologies. Where possible, the proposed mechanisms of synergy is mentioned. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

A role for pectin in the control of cell expansion

Uptake of nutrients and water depends on the growth of roots through elongation of individual cells near the. root tip. Many of the numerous components of Type I primary cell walls, those of dicotyledons and monocotyledons other than grasses (Poaceae), have been determined, and many hypotheses have been proposed for the control of cell expansion. This important aspect of plant growth still needs elucidation, however. A model is proposed in which pectin, which occurs as a calcium (Ca) pectate gel between the load-bearing cellulose microfibrils and xyloglucan (XG) chains, controls the rate at which cells expand. It is considered that the increasing tension generated by the expanding cell is transmitted to interlocked XG chains and cellulose microfibrils. The resulting deformation of the embedded Ca pectate gel elicits the excretion of protons from the cytoplasm, possibly via compounds such as cell wall-associated kinases, that weakens the Ca pectate gel, permitting slippage of XG molecules through the action of expansin. Further slippage is prevented by deformation of the pectic gel, proton diffusion, and the transfer of residual tension to adjacent XG chains. Evidence for this model is based on the effects of pH, Ca, and aluminum (Al) on root elongation and on the reactions of these cations with Ca pectate. This model allows for genetic selection of plants and adaptation of individual plants to root environmental conditions.

Evaluating plant breeding strategies by simulating gene action and dryland environment effects

Functional genomics is the systematic study of genome-wide effects of gene expression on organism growth and development with the ultimate aim of understanding how networks of genes influence traits. Here, we use a dynamic biophysical cropping systems model (APSIM-Sorg) to generate a state space of genotype performance based on 15 genes controlling four adaptive traits and then search this spice using a quantitative genetics model of a plant breeding program (QU-GENE) to simulate recurrent selection. Complex epistatic and gene X environment effects were generated for yield even though gene action at the trait level had been defined as simple additive effects. Given alternative breeding strategies that restricted either the cultivar maturity type or the drought environment type, the positive (+) alleles for 15 genes associated with the four adaptive traits were accumulated at different rates over cycles of selection. While early maturing genotypes were favored in the Severe-Terminal drought environment type, late genotypes were favored in the Mild-Terminal and Midseason drought environment types. In the Severe-Terminal environment, there was an interaction of the stay-green (SG) trait with other traits: Selection for + alleles of the SG genes was delayed until + alleles for genes associated with the transpiration efficiency and osmotic adjustment traits had been fixed. Given limitations in our current understanding of trait interaction and genetic control, the results are not conclusive. However, they demonstrate how the per se complexity of gene X gene X environment interactions will challenge the application of genomics and marker-assisted selection in crop improvement for dryland adaptation.

Digitally-implemented naturally sampled PWM suitable for multilevel converter control

For dynamic closed loop control of a multilevel converter with a low pulse number (ratio of switching frequency to synthesized fundamental), natural sampled pulse-width modulation (PWM) is the best form of modulation. Natural sampling does not introduce distortion or a delayed response to the modulating signal. However previous natural sampled PWM implementations have generally been analog. For a modular multilevel converter, a digital implementation has advantages of accuracy and flexibility. Re-sampled uniform PWM is a novel digital modulation technique which approaches the performance of natural PWM. Both hardware and software implementations for a five level multilevel converter phase are presented, demonstrating the improvement over uniform PWM.

Avan??os desiguais e inten????es indefinidas: a reforma do estado do M??xico e a estrat??gia de gerenciamento

Este paper defende duas id??ias. A primeira, ?? apresentar os diferentes processos da reforma do Estado mexicano, analisados sob as prioridades diversas no decorrer do tempo. As reformas econ??mica, pol??tica, social e administrativa tiveram prioridades e objetivos divergentes. A reforma econ??mica foi sistem??tica e congruente, a pol??tica foi defensiva e pouco abrangente, e a social foi problem??tica e confusa. A reforma administrativa foi, comparativamente, limitada. Uma proposta para desenvolver um sistema administrativo respons??vel pelo servi??o p??blico foi postergada nos ??ltimos 12 anos at?? que, em maio de 1997, finalmente a atual administra????o prop??s um programa de moderniza????o. A segunda id??ia ?? que, mesmo que a atual administra????o tenha a inten????o de desenvolver um novo sistema de accountability e um plano de carreira para o servi??o p??blico, parece plaus??vel que a tradicional pol??tica de controle, atrav??s da estrutura administrativa, possa ser prejudicada se essas propostas realmente reduzirem o poder discricion??rio dos altos cargos p??blicos e submeterem reservas p??blicas a um esquema de controle social mais aberto e formal. Logo, ?? poss??vel dizer que a alternativa escolhida pelos reformistas foi usar uma abordagem gerenciadora, onde a melhoria dos procedimentos e a implementa????o de algumas t??cnicas administrativas avan??adas substituem, pelo menos at?? agora, uma transforma????o mais profunda da estrutura administrativa. Uma estrat??gia de gerenciamento permite, pelo menos at?? o momento, a melhoria dos servi??os atrav??s do aumento da participa????o de servidores p??blicos, sem prejudicar a atual administra????o, como um instrumento para implementar diferentes agendas pol??ticas usando recursos p??blicos. Nosso argumento ?? que, como o programa de moderniza????o est?? sendo implantado, ?? importante estudar minuciosamente as possibilidades de se implementar a reforma do servi??o p??blico e melhorar a responsabilidade do sistema, dada a particular rela????o que existe entre a administra????o p??blica e o sistema pol??tico no M??xico.

Ocorrência de Cephalonomia stephanoderis Betrem (Hymenoptera: Bethylidae) em cafezais da Amazônia Brasileira

Adultos de Cephalonomia stephanoderis Betrem foram detectados em novembro de 2003 durante amostragem de frutos de Coffea canephora Pierre ex A. Froehner danificados por Hypothenemus hampei Ferrari (Coleoptera: Scolytidae) em Ouro Preto D'Oeste, RO (10º45'S e 62º15'W). De janeiro a julho de 2004, o parasitóide foi amostrada mensalmente em 200 frutos danificados por H. hampei. Provavelmente, C. stephanoderis exerça alguma pressão de parasitismo sobre a população da broca-do-café. A ocorrência do parasitóide em condições naturais aponta para outra alternativa de controle biológico de H. hampei em Rondônia. Este é o primeiro registro de C. stephanoderis em plantações de café na Amazônia brasileira.

Opções de manejo de Neoleucinodes elegantalis (Guenée), (Lepidoptera: Crambidae) com bases biológicas e controle mecânico, biológicos e extratos de plantas

A broca-pequena-do-fruto, Neoleucinodes elegantalis (Guenée) (Lepidoptera: Crambidae) é uma praga de grande importância na cultura do tomateiro. Desta forma, métodos de manejo que auxiliem no controle dessa praga e que reduzam a aplicação de agrotóxicos devem ser estudados. O objetivo do presente trabalho foi avaliar métodos alternativos de manejo da broca-pequena-do-fruto, como: o controle biológico, através da utilização de parasitoides do gênero Trichogramma e nematoides entompatogênicos (Heterorhabditis indica e Sterneneima carpocapsae); o controle físico, por meio do ensacamento de cachos de tomate com o tecido-não-tecido (TNT); e o controle químico através do estudo da atividade inseticida de plantas como a pimenta, o fumo, o alho e a mamona nas fases embrionárias, larval, pupal e adulta. Desta forma, por meio das análises foi possível verificar que a espécie e/ou linhagem de Trichogramma que mais se destacou foi T. galloi (Tg1) com características biológicas favoráveis ao manejo de N. elegantalis. Para os nematoides entomopatogênicos, S. carpocapsae, foi o mais efetivo, causando uma mortalidade de 82,93% a uma concentração de 65 juvenis infectivos por pré-pupa da broca-pequena-do-fruto. Através do ensacamento dos frutos, foi possível verificar a redução na oviposição da praga em frutos do tomateiro para quase zero com sacolas de TNT com fundo fechado, não ocorrendo alteração no peso, pH e graus brix do fruto, enquanto que no controle químico através de inseticidas botânicos foi possível verificar o destaque do extrato aquoso de fumo, reduzindo a oviposição, entrada e saída das lagartas nos frutos; causando mortalidade na fase embrionária, lagarta, pré-pupa e pupa da broca-pequena-do-fruto.

Efeito da adição de óleo essencial de pimenta rosa (Schinus terebinthifolius Raddi) microencapsulado em queijo minas frescal

A pimenta rosa é o fruto da aroeira (Schinus terebinthifolius Raddi), uma planta nativa do Brasil. A extração e caracterização do seu óleo essencial viabiliza a sua utilização industrial. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adição de óleo essencial de pimenta rosa em queijo Minas Frescal . Foram identificados 95,36% dos constituintes do óleo essencial, sendo o δ-careno-3 o componente majoritário. O óleo essencial de pimenta rosa apresentou características antioxidante (2,53 ± 0,28 μmols de trolox por mL de óleo) e antimicrobiana para o desenvolvimento de Staphylococcus aureus. Foi observado, no teste de difusão em ágar, a formação do halo de inibição de 1,35 ± 0,32 cm, e na análise de concentração inibitória mínima, o valor de 3,13%. O óleo essencial é sensível à degradação no meio em que se encontra, portanto necessita de processos tecnológicos para assegurar sua ação. Para proteger o óleo essencial foi realizada a microencapsulação por meio da secagem por spray dryer. O óleo foi microencapsulado utilizando três formulações com diferentes concentrações de goma arábica, maltodextrina e amido modificado como papel de parede. As microcápsulas obtidas foram analisadas quanto às suas características físico-químicas e morfológicas e foi selecionada uma formulação para posterior adição ao queijo Minas Frescal. A formulação com 5% de amido modificado, 10% de maltodextrina e 5% de goma arábica foi selecionada. Para definição da concentração de óleo essencial que foi utilzada no queijo, foi realizado teste sensorial de ordenação-preferência, visto que a concentração inibitória mínima (3,13%) era muito alta para ser utilizada nos queijos. A formulação com 0,01% de óleo essencial foi a preferida e utilizada para fabricação dos queijos. Foram elaborados e caracterizados os queijos controle (CO) e o queijo com adição das microcápsulas de óleo essencial de pimenta rosa (OEPR). Em relação às características físico-químicas, os queijos CO e OEPR só apresentaram diferença significativa em relação à umidade (P= 0,0021; α=0,05). O queijo OEPR teve boa aceitação sensorial com média de aceitação global de 7,6 ± 0,97, não apresentando diferença significativa, ao nível de 95% de confiança, do queijo controle (7,6 ± 1,18). Para avaliar a capacidade do óleo essencial de pimenta rosa microencapsulado em inibir o desenvolvimento de S. aureus, foram inoculadas nos queijos CO e OEPR concentrações iniciais de 106 UFG.g. Os queijos foram armazenados em BOD à temperatura de 4 ± 1 °C até realização das análises, que ocorreram nos tempos: 0, 3, 6, 9, 12, 15 e 30 dias. Houve redução de 1,53 ciclos Log no queijo adicionado de óleo essencial de pimenta rosa. De acordo com os resultados obtidos, conclui-se que o óleo essencial de pimenta rosa é uma alternativa viável de utilização em queijo Minas Frescal , devido ao seu potencial antioxidante, antimicrobiano e à sua aceitação sensorial.

Efeitos da depleção de nitrogênio sobre a biomassa e produção lipídica lipídica de três espécies de microalgas fitoplânticas

O uso de lipídios obtidos a partir da biomassa de microalgas tem sido descrito como uma alternativa promissora para a indústria petro-diesel e envolve etapas como o cultivo de microalgas, separação da biomassa e extração de lipídios. Para viabilizar a produção em larga escala, é necessário selecionar as espécies mais produtivas, diminuir os custos de produção e determinar as condições ideais de cultivo. Os gêneros Chlorella, Desmodesmus e Ankistrodesmus apresentam características favoráveis à produção comercial, tendo sido então selecionada uma espécie de cada no presente trabalho. O objetivo do estudo foi avaliar diferentes condições de cultivo de Ankistrodesmus fusiformis, Chlorella vulgaris e Desmodesmus spinosus visando o aumento da produtividade em biomassa e lipídios totais. As algas foram identificadas e cultivadas em laboratório, em condições controladas de temperatura a 26ºC (±1), aeração por borbulhamento à pressão ambiente e luminosidade fornecida por lâmpadas fluorescentes, com intensidade de 47,25 μmol de fótons m-2.s-1 (3500 lux), fotoperiodo de 12h e pH 7, sob duas concentrações estressantes de nitrato de sódio (0,10 g/L e 0,05g/L). Os cultivos duraram em média 16 dias, sendo as curvas de crescimento construídas com dados de espectrofotometria óptica coletados a cada 48h, e a biomassa obtida ao final do cultivo por centrifugação e liofilização de cada unidade experimental. Para extração dos lipídios totais, foi utilizada a mistura de clorofórmio: metanol (1:2), segundo a metodologia de Bligh & Dyer (1959). Os tratamentos de estresse em D.spinosus resultaram em maior acúmulo lipídico, com aumento de até 149,7%, porém com drástica diminuição do crescimento e biomassa. Em C. vulgaris, nos tratamentos de estresse, verificou-se apenas ligeiro aumento do peso seco e teor de lipídios, não havendo diferença significativa entre os tratamentos e o controle. Da mesma forma, A.fusiformis não mostrou respostas significativas ao estresse pela redução de nitrato de sódio do meio, havendo ligeira diminuição do conteúdo lipídico e aumento do crescimento e biomassa. Com respostas diferentes para cada espécie estudada, evidencia-se a necessidade do conhecimento da fisiologia e autoecologia da cepa a ser cultivada em escala comercial visando à produção de ácidos graxos para fins de biodiesel.

Extratos vegetais e Bacillus thuringiensis visando o manejo de Duponchelia fovealis Zeller (Lepidoptera: Crambidae)

A lagarta Duponchelia fovealis Zeller (Lepidoptera: Crambidae) foi relatada em plantios comerciais do morangueiro no estado do Espírito Santo ocasionando grandes problemas à cultura. Porém, por ser uma praga recente, não há registro de produtos para o seu controle. A cada dia aumenta a demanda por alimentos e outros produtos livres de resíduos, além da necessidade de uma agricultura mais desenvolvida e sustentável. Pesquisas com agentes de controle biológico e extratos vegetais surgem como alternativa para o manejo desse inseto-praga. Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de formulados comerciais à base de Bacillus thuringiensis e a atividade do uso dos extratos aquosos de alho e fumo, visando sua adoção como métodos alternativos de controle de D. fovealis. Nos bioensaios para avaliar a patogenicidade e virulência de duas formulações comerciais à base de B. thuringiensis, Agree® e Dipel WP®, sobre a dieta artificial adaptada à base de farelo de soja, germe de trigo e açúcar, proposta por King e Hartley (1985) para Diatraea saccharalis (Lepidoptera: Crambidae), foram inoculados 70 μL de cada formulado comercial, na concentração 1 x 108 esporos·mL-1. Em seguida, avaliou-se a virulência dos respectivos formulados, isso através da estimativa da concentração letal (CL50) para o estádio de maior suscetibilidade. Em virtude dos resultados encontrados, observou-se que o estágio 1 de desenvolvimento apresentou 95,88% e 86,76% de mortalidades para os produtos Agree® e Dipel WP®, respectivamente, demonstrando patogenicidade e virulência à D. fovealis. No bioensaio para avaliar a atividade dos extratos aquosos de alho e fumo, estes foram aplicados na concentração 10% (m/v). Todos os tratamentos foram pulverizados com Torre de Potter, calibrada a pressão de 15 lb/pol². Posteriormente estimou-se a concentração letal (CL50) do extrato aquoso de fumo, o qual apresentou 95% de mortalidade no teste de suscetibilidade. Desta forma, com os resultados obtidos na presente pesquisa, concluiu-se que a utilização de formulados comerciais à base de B. thuringiensis e extrato de fumo podem ser uma alternativa no manejo fitossanitário de D. fovealis.

Chemical treatment of papaya seeds aiming at long-term storage and control of damping off

Damping off is a nursery disease of great economic importance in papaya and seed treatment may be an effective measure to control. The aim of this work was to evaluate the quality of papaya seeds treated with fungicides and stored under two environmental and packaging conditions. Additionally, the efficiency of fungicide treatments in the control of damping-off caused by Rhizoctonia solani was evaluated. Papaya seeds were treated with the fungicides Captan, Tolylfluanid and the mixture Tolylfluanid + Captan (all commercial wettable powder formulations). Seeds of the control group were not treated. The seeds were stored for nine months in two conditions: packed in aluminum coated paper and kept at 7 ± 1ºC and in permeable kraft paper and kept in non-controlled environment. At the beginning of the storage and every three months the seed quality (germination and vigor tests), emergence rate index, height, dry mass and damping of plants in pre and post-emergence (in contaminated substrate and mycelia-free substrate) were analyzed. Both storage conditions as well as the fungicide treatments preserved the germination and seed vigor. In the infested substrate, seedling emergence was favored by fungicides, but in post-emergence, fungicides alone did not control the damping off caused by R. solani. Symptoms of damping off were not observed in the clean substrate. The results showed that the fungicide treatments may be used to pretreat papaya seed for long-term storage and commercialization.

Automation & control remote laboratory: evaluating a cooperative methodology

This paper presents a study carried out in order to evaluate the students' perception in the development and use of remote Control and Automation education kits developed by two Universities. Three projects, based on real world environments, were implemented, being local and remotely operated. Students implemented the kits using the theoretical and practical knowledge, being the teachers a catalyst in the learning process. When kits were operational, end-user students got acquainted to the kits in the course curricula units. It is the author's believe that successful results were achieved not only in the learning progress on the Automation and Control fields (hard skills) but also on the development of the students soft skills, leading to encouraging and rewarding goals, motivating their future decisions and promoting synergies in their work. The design of learning experimental kits by students, under teacher supervision, for future use in course curricula by enduser students is an advantageous and rewarding experience.

Selection of full-sib families of Panicum maximum Jacq under low light conditions

The silvopastoral system is a viable technological alternative to extensive cattle grazing, however, for it to be successful, forage grass genotypes adapted to reduced light need to be identified. The objective of this study was to select progenies of Panicum maximum tolerant to low light conditions for use in breeding programs and to study the genetic control and performance of some traits associated with shade tolerance. Six full-sib progenies were evaluated in full sun, 50% and 70% of light reduction in pots and subjected to cuttings. Progeny genotypic values ​​(GV) increased with light reduction in relation to plant height (H) and specific leaf area (SLA). The traits total dry mass accumulation (DM) and leaf dry mass accumulation (LDM) had GV higher in 50% shade and intermediate in 70% shade. The GV of tiller number (TIL) and root dry mass accumulation (RDM) decreased with light reduction. The highest positive correlations were obtained for the traits H and RDM with SLA and DM; the highest negative correlations were between TIL and SLA and RDM, and H and LDM. The progenies showed higher tolerance to 50% light reduction and, among them, two stood out and will be used in breeding programs. It was also found that it is not necessary to evaluate some traits under all light conditions. All traits had high broad sense heritability and high genotypic correlation between progenies in all light intensities. There is genetic difference among the progenies regarding the response to different light intensities, which will allow selection for shade tolerance

Silicon in plant disease control

All essential nutrients can affect the incidence and severity of plant diseases. Although silicon (Si) is not considered as an essential nutrient for plants, it stands out for its potential to decrease disease intensity in many crops. The mechanism of Si action in plant resistance is still unclear. Si deposition in plant cell walls raised the hypothesis of a possible physical barrier to pathogen penetration. However, the increased activity of phenolic compounds, polyphenol oxidases and peroxidases in plants treated with Si demonstrates the involvement of this element in the induction of plant defense responses. The studies examined in this review address the role of Si in disease control and the possible mechanisms involved in the mode of Si action in disease resistance in plants.