Avaliação da qualidade microbiológica de um composto produzido a partir de resíduos animais e vegetais

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Identificação de patógenos e qualidade higiênico-sanitária do caldo de cana (garapa), consumido no interior do estado de São Paulo

The state of São Paulo is the largest producer of cane sugar in Brazil, with approximately 346 million tons in 2008/2009. This great production, associated with hot weather favors trade in sugar cane juice in most cities in the state. Contamination by parasites usually occurs during production but the contamination by bacteria is related with foodhandlers, equipment (grinders) and utensils used in the extraction. Due the lack of data in Botucatu and region, the objective of this study was to analyze 50 samples of syrup, according to the microbiological requirements of RDC Nº 12 (determination of Most Probable Number of thermotolerant coliform and the presence of Salmonella sp) as well the presence of Staphylococcus aureus and Trypanosoma cruzi. Salmonella sp., Staphylococcus aureus and Trypanosoma cruzi were not found, however 82% of the samples presented a higher contamination by thermotolerant coliform than that allowed by microbiological parameters, demonstrating inadequate conditions for retail, besides the lack of hygienic instructions of the sellers

Determinação da atividade antimicrobiana dos extrativos das folhas/galhos, pericarpo e sementes da Crotalaria pallida (Leguminosae)

O estudo de novas alternativas terapêuticas no tratamento de infecções microbianas tornou-se crescente no cenário científico devido à grande variação genética desses micro-organismos, que resultou na resistência aos antimicrobianos existentes. A grande diversidade na flora brasileira e a ampla utilização das plantas como medicamentos pela população justificam os estudos e o crescente interesse pela descoberta de novos compostos bioativos isolados dos vegetais. Plantas usualmente utilizadas na agricultura, apenas como adubação verde, por exemplo, são atualmente alvo de estudos científicos com potenciais promissores de atuação como de produtos terapêuticos. Plantas da família Leguminosae, amplamente conhecidas e utilizadas como fornecedoras de nitrogênio ao solo, vem sendo estudadas por diversas áreas da saúde para comprovarem a ação de compostos isolados entre estes os alcalóides pirrolidizínicos como antiinflamatórios, antibióticos e até como veneno para pragas. O objetivo do presente estudo foi determinar, a partir de extrativos de Crotalaria pallida, a atividade antimicrobiana in vitro utilizando cepas padrões de: Staphylococccus aureus, Escherichia coli, Salmonella sp e da levedura Candida albicans. Para determinação dessa atividade foi utilizada a técnica de diluição em microplaca que possibilitou o estudo da atividade do extrativo vegetal e da concentração inibitória mínima, isto é, concentração bactericida e/ou bacteriostática mínima e concentração fungiostática e/ou fungicida mínima. A Crotalaria pallida, não apresentou atividade frente aos micro-organismos testados nas condições padronizadas neste estudo

Caracterização de surimi obtido a partir da carne mecanicamente separada de tilápia do Nilo e elaboração de fishburger

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

De um subproduto industrial para um produto destinado à alimentação animal: produção de biomassa bacteriana

A grande diversidade das atividades industriais ocasiona durante o processo produtivo a geração de resíduos sólidos, líquidos e gasosos, que podem poluir e/ou contaminar o solo, a água e o ar. Embora existam regulamentos para o descarte desses resíduos, a inobservância às regras, a ineficiência dos tratamentos despoluentes e a inoperância de órgãos fiscalizadores permitem que, ainda hoje, sejam lançados ao ambiente grandes cargas de poluentes. Isso se aplica às indústrias de alimentos de origem animal. Felizmente, a visão dos empresários do setor vem mudando, na medida em que a imagem de uma empresa que conta com produtos e processos ambientalmente responsáveis representa parte das estratégias competitivas atuais. O objetivo deste trabalho foi demonstrar como um efluente industrial pode ser transformado em matéria prima para a obtenção de um produto com valor comercial, utilizando tecnologias reconhecidas pela indústria e a atividade microbiana. O efluente foi obtido em indústria de abate e processamento de tilápias, apresentado (valores médios) pH = 9,4, DQO = 1.127 mg/L, óleos e graxas = 1.166 mg/L, nitrogênio total = 813 mg/L, coliformes a 30–35o C = 1,0x105 NMP/mL, coliformes a 45o C = 0,41 NMP/mL, bolores e leveduras = 4,6x103 UFC/mL e, ocasionalmente, contendo Salmonella sp e Aeromonas sp. Os tratamentos físicos aplicados ao efluente incluíram gradeamento, filtração (50µm) e pasteurização (65o C/30 min). O cultivo de Rubrivivax gelatinosus foi realizado sob anaerobiose em reatores de vidro durante 7 dias, em temperatura ambiente (30±5o C) e 2.000±500 lux. A recuperação da biomassa foi feita por filtração tangencial (0,2 µm; 1,5 bar), centrifugação (3.400 g/30 min; 5o C) e liofilização (-40o C) e a pulverização foi realizada manualmente. A produção de massa celular atingiu 0,18 g/L, com produtividade de 0,0634 g/L.dia. O processo promoveu redução de 52% na DQO, 48% em óleos e graxas e 22% no nitrogênio total, gerando um resíduo com pH 7,9, livre de bactérias patogênicas e, portanto, apto ao descarte. O produto obtido apresentou cor vermelho escuro (L = 22,42; C = 14,22; h = 25,48), 4,55% de umidade, 57,39% de proteína, 11,08% de extrato etéreo, 4,05% de matéria mineral, 3,03 mg/g de oxicarotenóides, 20,27 NMP/g de coliformes a 30–35o C, <1,0 NMP/g de coliformes a 45o C, 1,2x103 UFC/g de bolores e leveduras e ausência de microrganismos patogênicos. Essas características apontam para um potencial pigmentante e nutricional positivo no produto, que pode encontrar aplicação na produção animal, com segurança microbiológica. Dessa forma, fecha-se um ciclo autosustentável que pode ser adotado na própria fonte geradora do resíduo industrial, permitindo a reversão de gastos com tratamento despoluente em receitas advindas da comercialização de um novo produto.

Avaliação microbiológica da superfície muscular de carcaças ovinas durante as operações de abate em matadouro

In order to evaluate the hygienic-sanitary conditions of lamb carcasses for human consumption, this study aimed at quantifying populations of indicator microorganisms, such as: mesophiles and psychrotrophs, molds and yeasts, Escherichia coli, Staphylococcus spp. and at identifying pathogenic microorganisms (Salmonella sp. and Listeria spp.). The study was conducted in one lamb slaughterhouse located in the State of São Paulo. Swab samples were collected from muscle surface of forequarter and hindquarter regions of 30 half-carcasses after skinning, evisceration and washing processes. Population counts were between the following values in log10: 2,00 ± 0,32 and 2,59 ± 0,76 UFC/cm2 for mesophiles; 1,52 ± 0,98 and 2,35 ± 1,17 UFC/cm2 for psychrotrophs; 0,75 ± 0,87 and 1,23 ± 0,97 UFC/cm2 for molds and yeasts; 0,00 ± 0,00 and 0,31 ± 0,84 NMP/cm2 for Escherichia coli and 1,75 ± 0,71 and 1,95 ± 0,68 UFC/cm2 for Staphylococcus spp. Salmonella sp. and Listeria spp. were not detected from any of the sampled points. These results indicate the necessity to improve the hygienic-sanitary conditions.

Patógenos bacterianos isolados de fezes de felinos domésticos, sem sinais entéricos, de ambiente urbano e rural

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação da Qualidade e Segurança Microbiológica de Hortofrutícolas

Frutas e vegetais frescos, embora sejam essenciais para uma dieta equilibrada e nutritiva, estão frequentemente associados a surtos de origem alimentar, pois este tipo de produto é muitas vezes consumidos cru, sem qualquer processamento térmico que elimine ou reduza para níveis aceitáveis a carga microbiana patogénica. Desta forma, e para que o consumo deste tipo de produtos continue a aumentar, torna-se importante aumentar o controlo em termos de segurança alimentar em todas as fases de produção. O presente trabalho de investigação teve por objetivos estudar a ocorrência de cinco microrganismos patogénicos: Salmonella sp.; Escherichia coli; Staplylococcus aureus; Listeria monocytogenes; HAV (vírus da Hepatite A), em framboesas e alface à venda no mercado português, otimizando uma técnica simples e rápida para deteção desses microrganismos nesses produtos. Também neste trabalho foi feito um estudo sobre os hábitos de consumo de produtos minimamente processados, framboesas e alface através de um inquérito por questionário. A escolha dos produtos e microrganismos a pesquisar teve por base um levantamento de quais as contaminações e os hortofrutícolas mais afetados nos últimos anos. A investigação iniciou-se com a pesquisa do HAV em framboesas e alface, onde após uma revisão bibliográfica, foram testados quatro protocolos distintos. No entanto devido à complexidade das técnicas para pesquisa de vírus em alimentos, à falta de meios e controlos para o desenvolvimento das respetivas técnicas, este objetivo foi abandonado. Numa segunda fase foi otimizado um método de deteção (PCR) para pesquisa das bactérias patogénicas, igualmente em framboesas e alface. Após otimização das condições de PCR, foram testados dois métodos de preparação da amostra: um com um passo de rebentamento de células baseado na fervura; e outro onde apenas se recolheu algum volume de cultura de pré-enriquecimento, tendo-se usado a mesma diretamente para a reação de PCR. Concluiu-se que apenas o primeiro método é eficiente, mas apenas para bactérias Gram-negativas (Salmonella sp. e E. coli) uma vez que estas possuem uma parede celular fina, capaz de ser destruída pela fervura, ao contrário das Gram-positivas (S. aureus e L. monocytogenes). Das amostras de framboesas e alface à venda no mercado português analisadas, concluiu-se que, apesar do método ainda necessitar de alguns ajustes, apenas a amostra de alface fresca parece não apresentar qualquer contaminação com Salmonella sp. e E. coli. Para S. aureus e L. monocytogenes não foi possível obter conclusões definitivas quanto à sua presença nas amostras analisadas, já que vários testes de confirmação deverão ser repetidos. Relativamente aos resultados obtidos acerca do inquérito de consumo, tem-se que dos 186 inquiridos, a grande maioria consome produtos hortofrutícolas minimamente processados 1-3 vezes/semana, tendo, a grande maioria, o hábito de os lavar com água antes do seu consumo, prática esta que é aconselhada. Quanto ao consumo de alface, a frequência aumenta para 3-5 vezes/semana, sendo esta adquirida maioritariamente inteira fresca e em superfícies comerciais. Por fim o consumo de framboesas ainda é escasso, pois a grande maioria dos inquiridos alega consumir este produto esporadicamente, sendo estas adquiridas embaladas inteiras frescas em superfícies comerciais.

Avaliação da anchoita (engraulis anchoita) salgada maturada acondicionada em atmosfera modificada

A anchoita foi capturada e acondicionada a bordo sob-resfriamento a 0°C com gelo em escamas. Após o recebimento, o pescado foi processado na forma salgado-maturado. Após a maturação foram processadas e embaladas em sacos de polietileno e armazenadas sob-refrigeração a 5°C durante 84 dias. As amostras foram divididas grupos: (1) sob pressão atmosfera normal, (2) vácuo, (3) atmosfera modificada com 50% CO2 + 20% O2 + 30% N2 e (4) 60% CO2 + 10% O2 + 30% N2, em embalagens de polietileno e aluminizadas, termo-seladas e armazenadas sob-refrigeração a 5°C. Os valores de textura tiveram uma redução de 2277,8 N (Kg.m/s2 ) para 821,90 N (Kg.m/s2 ) para o tratamento controle. A qualidade inicial do pescado atendeu aos padrões legais vigentes, apresentando ausência Salmonella sp e enumerações aceitáveis aos padrões de Staphylococcus coagulase positiva, Clostridium sulfito redutores, coliforme totais e a 45ºC. Com relação ao pH, houve diferenças significativas durante o tempo de processamento (p<0,05), o valor passou de 6,3 (início) para 6,4 (final). Com relação aos resultados correspondentes aos parâmetros L*, a* e b* (cor), em todos os tratamentos e ao longo do tempo de processamento (ambas as embalagens), ocorreram diferenças significativas (p<0,05). Os valores de L* variaram de 34,80 para 18,00 (controle) 23,00 (vácuo), 20,21 (T3) e 22,00 (T4) embalagens de polietileno. Nas embalagens de alumínio os valores de L* variaram de 34,00 para 25,00 (controle), 29,00(vácuo), 22,10 (T3) e 26,00 (T4).

Physicochemical and molecular characterization of bacteriophages ΦSP-1 and ΦSP-3, specific for pathogenic Salmonella and evaluation of their potential as biocontrol agent

This thesis entitled Physicochemical and molecular characterization of bacteriophages ΦSP-1and ΦSP-3, specific for pathogenic Salmonella and evaluation of their potential as biocontrol agent . Salmonella were screened using standard methodologies from various environmental samples including chicken caecum. Salmonella strains, which were previously isolated and stocked in the lab, were also included in this study as host, for screening Salmonella specific lytic phages. The Salmonella strain in this study designated as S49 which helped in phage propagation by acting as host bacteria was identified as Salmonella enterica subsp. enterica by 16S rRNA gene analysis and serotyping . A total of three Salmonella specific phage named as ΦSP-1, ΦSP-2 and ΦSP-3 were isolated from chicken intestine samples via an enrichment protocol employing the double agar overlay method. ΦSP-1 and ΦSP-3 showing consistent lytic nature were selected for further study and were purified by repeated plating after picking of single isolated plaques from the lawns of Salmonella S49 plates. Both the phages produced small, clear plaques indicating their lytic nature. ΦSP-1 and ΦSP-3 were concentrated employing PEG-NaCl precipitation method before further characterization. The focus of present study was to isolate, characterize and verify the efficacy of lytic bacteriophages against the robust pathogen Salmonella, capable of surviving under various hostile conditions. Two phages, ΦSP-1 and ΦSP-3, belonging to two families, Podovoridae and Siphoviridae were isolated.

Haloarchaeal gas vesicle nanoparticles displaying Salmonella SopB antigen reduce bacterial burden when administered with live attenuated bacteria

Innovative vaccines against typhoid and other Salmonella diseases that are safe, effective, and inexpensive are urgently needed. In order to address this need, buoyant, self-adjuvating gas vesicle nanoparticles (GVNPs) from the halophilic archaeon Halobacterium sp. NRC-1 were bioengineered to display the highly conserved Salmonella enterica antigen SopB, a secreted inosine phosphate effector protein injected by pathogenic bacteria during infection into the host cell. Two highly conserved sopB gene segments near the 3'-coding region, named sopB4 and B5, were each fused to the gvpC gene, and resulting GVNPs were purified by centrifugally accelerated flotation. Display of SopB4 and B5 antigenic epitopes on GVNPs was established by Western blotting analysis using antisera raised against short synthetic peptides of SopB. Immunostimulatory activities of the SopB4 and B5 nanoparticles were tested by intraperitoneal administration of recombinant GVNPs to BALB/c mice which had been immunized with S. enterica serovar Typhimurium 14028 Delta pmrG-HM-D (DV-STM-07), a live attenuated vaccine strain. Proinflammatory cytokines IFN-gamma, IL-2, and IL-9 were significantly induced in mice boosted with SopB5-GVNPs, consistent with a robust Th1 response. After challenge with virulent S. enterica serovar Typhimurium 14028, bacterial burden was found to be diminished in spleen of mice boosted with SopB4-GVNPs and absent or significantly diminished in liver, mesenteric lymph node, and spleen of mice boosted with SopB5-GVNPs, indicating that the C-terminal portions of SopB displayed on GVNPs elicit a protective response to Salmonella infection in mice. SopB antigen-GVNPs were found to be stable at elevated temperatures for extended periods without refrigeration in Halobacterium cells. The results all together show that bioengineered GVNPs are likely to represent a valuable platform for the development of improved vaccines against Salmonella diseases. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Haloarchaeal gas vesicle nanoparticles displaying Salmonella antigens as a novel approach to vaccine development

A safe, effective, and inexpensive vaccine against typhoid and other Salmonella diseases is urgently needed. In order to address this need, we are developing a novel vaccine platform employing buoyant, self-adjuvanting gas vesicle nanoparticles (GVNPs) from the halophilic archaeon Halobacterium sp. NRC-1, bioengineered to display highly conserved Salmonella enterica antigens. As the initial antigen for testing, we selected SopB, a secreted inosine phosphate effector protein injected by pathogenic S. enterica bacteria during infection into the host cells. Two highly conserved sopB gene segments near the 3'- region, named sopB4 and sopB5, were each fused to the grIpC gene, and resulting SopB-GVNPs were purified by centrifugally accelerated flotation. Display of SopB4 and SopB5 antigenic epitopes on GVNPs was established by Western blotting analysis using antisera raised against short synthetic peptides of SopB. Immunostimulatory activities of the SopB4 and B5 nanoparticles were tested by intraperitoneal administration of SopB-GVNPs to BALB/c mice which had been immunized with S. enterica serovar Typhimurium 14028 ApmrG-H111-D (DV-STM-07), a live attenuated vaccine strain. Proinflammatory cytokines IFN-y, IL-2, and IL-9 were significantly induced in mice boosted with SopB5-GVNPs, consistent with a robust Thl response. After challenge with virulent S. enterica serovar Typhimurium 14028, bacterial burden was found to be diminished in spleen of mice boosted with SopB4-GVNPs and absent or significantly diminished in liver, mesenteric lymph node, and spleen of mice boosted with SopB5GVNPs, indicating that the C-terminal portions of SopB displayed on GVNPs elicit a protective response to Salmonella infection in mice. SopB antigen-GVNPs were also found to be stable at elevated temperatures for extended periods without refrigeration. The results show that bioengineered GVNPs are likely to represent a valuable platform for antigen delivery and development of improved vaccines against Salmonella and other diseases.

Intracellular demography and the dynamics of Salmonella enterica infections.

An understanding of within-host dynamics of pathogen interactions with eukaryotic cells can shape the development of effective preventive measures and drug regimes. Such investigations have been hampered by the difficulty of identifying and observing directly, within live tissues, the multiple key variables that underlay infection processes. Fluorescence microscopy data on intracellular distributions of Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) show that, while the number of infected cells increases with time, the distribution of bacteria between cells is stationary (though highly skewed). Here, we report a simple model framework for the intensity of intracellular infection that links the quasi-stationary distribution of bacteria to bacterial and cellular demography. This enables us to reject the hypothesis that the skewed distribution is generated by intrinsic cellular heterogeneities, and to derive specific predictions on the within-cell dynamics of Salmonella division and host-cell lysis. For within-cell pathogens in general, we show that within-cell dynamics have implications across pathogen dynamics, evolution, and control, and we develop novel generic guidelines for the design of antibacterial combination therapies and the management of antibiotic resistance.

Caspase-3-dependent phagocyte death during systemic Salmonella enterica serovar Typhimurium infection of mice.

Growth of Salmonella enterica in mammalian tissues results from continuous spread of bacteria to new host cells. Our previous work indicated that infective S. enterica are liberated from host cells via stochastic necrotic burst independently of intracellular bacterial numbers. Here we report that liver phagocytes can undergo apoptotic caspase-3-mediated cell death in vivo, with apoptosis being a rare event, more prevalent in heavily infected cells. The density-dependent apoptotic cell death is likely to constitute an alternative mechanism of bacterial spread as part of a bet-hedging strategy, ensuring an ongoing protective intracellular environment in which some bacteria can grow and persist.

Bacterial growth rate and host factors as determinants of intracellular bacterial distributions in systemic Salmonella enterica infections.

Bacteria of the species Salmonella enterica cause a range of life-threatening diseases in humans and animals worldwide. The within-host quantitative, spatial, and temporal dynamics of S. enterica interactions are key to understanding how immunity acts on these infections and how bacteria evade immune surveillance. In this study, we test hypotheses generated from mathematical models of in vivo dynamics of Salmonella infections with experimental observation of bacteria at the single-cell level in infected mouse organs to improve our understanding of the dynamic interactions between host and bacterial mechanisms that determine net growth rates of S. enterica within the host. We show that both bacterial and host factors determine the numerical distributions of bacteria within host cells and thus the level of dispersiveness of the infection.