Effect of commercial starter cultures and native yeasts on ochratoxin a production by aspergillus westerdijkiae and penicillium nordicum in meat products

Processed meat products are of worldwide importance and, because of their intrinsic factors as well as the processing methods, they are highly prone to fungal and mycotoxin contamination. Ochratoxin A (OTA) is the most significant mycotoxin in processed meat products. Penicillium nordicum is considered to be responsible for OTA contamination of meat products, as it is highly adapted to salt and protein-rich matrices and is moderately psycrotrophic. However, another OTA-producing fungus, Aspergillus westerdijkiae, adapted to carbon-rich matrices such as cereals and coffee beans, has been recently associated with high levels of OTA in meat products. Several Lactic Acid Bacteria (LAB) and yeasts have been tested as biocontrol agents against P. nordicum growth and OTA production in meat products, with promising results, but none of the studies have considered A. westerdijkiae. The aim of this work was to evaluate in vitro the effect of a commercial starter culture used in sausage fermentation and four yeasts isolated from dry-cured sausage on these two OTA-producing fungi, both in terms of fungal growth and of OTA production, using different meat-based culture media as model systems. The mechanisms underlying the observed effect were also studied. For this purpose, C. krusei, C. zeylanoides, R. mucilaginosa, R. glutinis, a mix of these yeasts and the starter culture were co-inoculated with P. nordicum and A. westerdijkiae in industrial sausage, traditional sausage, and ham-based media, under conditions of water activity, salt concentration and temperature that mimic real conditions at beginning and end of sausage curing process. Fungal growth was determined by measuring colony diameter, and OTA production was quantified by HPLC-FLD after extraction with methanol. Yeasts where found to inhibit significantly the growth of both fungi. P. nordicum was unable to produce detectable OTA in both sausage-based media under any condition. In ham, yeasts reduced OTA production, while the starter culture significantly increased it. Unexpectedly, OTA production by A. westerdijkiae was significantly stimulated in all media tested by all microorganisms. Matrix has a significant effect on OTA production by P. nordicum, but not by A. westerdijkiae, for which only temperature showed to have effect. By testing the mechanisms of action by which starter culture and C. zeylanoides influenced fungal responses, we were able to determine that direct contact and simultaneous growth of test organisms were the mechanisms more significantly involved in the responses. In conclusion, ochratoxigenic fungi do not all respond to antagonistic microorganisms in the same way. The use of biocontrol agents with the intent of reducing fungal growth and mycotoxin production by one fungus can have unexpected effects on others, thus leading to unforeseen safety problems. Further experiments are recommended to properly understand the reasons behind the different effects of microorganisms, to ensure their safe as biocontrol agents.

Enzymatic synthesis of monoglycerides by esterification reaction using Penicillium camembertii lipase immobilized on epoxy SiO(2)-PVA composite

Glycerol-fatty acid esterification has been conducted with lipase from Penicillium camembertii lipase immobilized on epoxy SiO(2)-PVA in solvent-free media, with the major product being 1-monoglyceride, a useful food emulsifier. For a given set of initial conditions, the influence of reaction was measured in terms of product formation and selectivity using different fatty acids as acyl donors. Results were found to be relatively dependent of the chain length of the fatty acids, showing high specificity for both myristic and palmytic acids attaining final mixture that fulfills the requirements established by the World Health Organization to be used as food emulsifiers. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

The Penicillium chrysogenum aclA gene encodes a broad-substrate-specificity acyl-coenzyme A ligase involved in activation of adipic acid, a side-chain precursor for cephem antibiotics

Activation of the cephalosporin side-chain precursor to the corresponding CoA-thioester is an essential step for its incorporation into the P-lactam backbone. To identify an acyl-CoA ligase involved in activation of adipate, we searched in the genome database of Penicillium chrysogenum for putative structural genes encoding acyl-CoA ligases. Chemostat-based transcriptome analysis was used to identify the one presenting the highest expression level when cells were grown in the presence of adipate. Deletion of the gene renamed aclA, led to a 32% decreased specific rate of adipate consumption and a threefold reduction of adipoyl-6-aminopenicillanic acid levels, but did not affect penicillin V production. After overexpression in Escherichia coli, the purified protein was shown to have a broad substrate range including adipate. Finally, protein-fusion with cyan-fluorescent protein showed co-localization with microbody-borne acyl-transferase. Identification and functional characterization of aclA may aid in developing future metabolic engineering strategies for improving the production of different cephalosporins. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Functional characterization of the oxaloacetase encoding gene and elimination of oxalate formation in the beta-lactam producer Penicillium chrysogenum

Penicillium chrysogenum is widely used as an industrial antibiotic producer, in particular in the synthesis of g-lactam antibiotics such as penicillins and cephalosporins. In industrial processes, oxalic acid formation leads to reduced product yields. Moreover, precipitation of calcium oxalate complicates product recovery. We observed oxalate production in glucose-limited chemostat cultures of P. chrysogenum grown with or without addition of adipic acid, side-chain of the cephalosporin precursor adipoyl-6-aminopenicillinic acid (ad-6-APA). Oxalate accounted for up to 5% of the consumed carbon source. In filamentous fungi, oxaloacetate hydrolase (OAH; EC3.7.1.1) is generally responsible for oxalate production. The P. chrysogenum genome harbours four orthologs of the A. niger oahA gene. Chemostat-based transcriptome analyses revealed a significant correlation between extracellular oxalate titers and expression level of the genes Pc18g05100 and Pc22g24830. To assess their possible involvement in oxalate production, both genes were cloned in Saccharomyces cerevisiae, yeast that does not produce oxalate. Only the expression of Pc22g24830 led to production of oxalic acid in S. cerevisiae. Subsequent deletion of Pc22g28430 in P. chrysogenum led to complete elimination of oxalate production, whilst improving yields of the cephalosporin precursor ad-6-APA. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Caracterização da dose letal mínima por irradiação gama para Penicillium citrinum

O uso das radiações ionizantes na destruição de microrganismos responsáveis pela deterioração de alimentos ou causadores de infecções ou toxinfecções alimentares, constituiu-se aplicação da energia nuclear, para fins verdadeiramente pacíficos. Penicillium citrinum é um fungo produtor de micotoxinas, responsáveis por intoxicações em humanos e animais que se utilizam de alimentos contaminados. Há escassez de informações sobre a resistência do P. citrinum à irradiação gama; assim esta pesquisa objetivou determinar a dose letal por irradiação gama para esse microrganismo. Foram irradiadas 76 suspensões, contendo aproximadamente 100.000 esporos por mililitro, com doses entre 0,2 e 2,2 KGy (KiloGray), sendo os sobreviventes re-irradiados com doses até 3,0 KGy. O fungo foi totalmente destruído com dose de 2,2 KGy. P. citrinum descendentes dos sobreviventes de 2,0 KGy, quando re-irradiados também foram totalmente destruídos com dose de 2,2 KGy. Observou-se um aumento da resistência às doses mais baixas em relação ao fungo não irradiado

Penicillium glabrum cork colonising isolates – preliminary analysis of their genomic similari

Cork stopper manufacturing process includes an operation, known as stabilisation, by which humid cork slabs are extensively colonised by fungi. The effects of fungal growth on cork are yet to be completely understood and are considered to be involved in the so called “cork taint” of bottled wine. It is essential to identify environmental constraints which define the appearance of the colonising fungal species and to trace their origin to the forest and/or as residents in the manufacturing space. The present article correlates two sets of data, from consecutive years and the same season, of systematic biologic sampling of two manufacturing units, located in the North and South of Portugal. Chrysonilia sitophila dominance was identified, followed by a high diversity of Penicillium species. Penicillium glabrum, found in all samples, was the most frequent isolated species. P. glabrum intra-species variability was investigated using DNA fingerprinting techniques revealing highly discriminative polymorphic markers in the genome. Cluster analysis of P. glabrum data was discussed in relation to the geographical location of strains, and results suggest that P. glabrum arise from predominantly the manufacturing space, although cork resident fungi can also contrib

Multiple brain abscesses due to Penicillium spp infection

We present a case of central nervous system (CNS) infection by a member of the Penicillium genera in a HIV-negative man in Brazil. The patient was admitted complaining of loss of visual fields and speech disturbances. CT scan revealed multiple brain abscesses. Stereothacic biopsies revealed fungal infection and amphotericin B treatment begun with initial improvement. The patient died few days later as a consequence of massive gastrointestinal bleeding due to ruptured esophageal varices. The necropsy and final microbiologic analyses disclosed infection by Penicillium sp. There are thousands of fungal species of the Penicillium genera. Systemic penicilliosis is caused by the P. marneffei and was formerly a rare disease, but now is one of the most common opportunistic infection of AIDS patients in Southeast Asia. The clinical presentation usually involves the respiratory system and the skin, besides general symptoms like fever and weight loss. Penicillium spp infection caused by species other than P. marneffei normally cause only superficial or allergic disease but rare cases of invasive disease do occur. We report the fourth case of Penicillium spp CNS infection.

Penicillium in Brazil

Nine species of Penicillium have been isolated from soil in the Rio Trombetas drainage. Four ot the records are new to Brazil. Distribution patterns are discussed. Other records for Penicillium in Brazil are reviewed.

Solubilização quantitativa de fosfatos insolúveis, por algumas espécies dos gêneros Aspergillus e Penicillium

No presente trabalho, os autores estudaram, em condições de laboratório, as relações entre algumas especies dos gêneros Aspergillus e Penicillium e tres fosfatos insolúveis, determinando quantitativamente o fósforo solubilizado e imobilizado. Dos resultados, os autores extraíram as seguintes conclusões: 1. Todas as linhagens estudadas demonstraram alta capacidade solubilizadora nos testes em placas de petri. No entante, quando analisadas quantitativamente, apenas o A. niger foi capaz de solubilizar quantidades apreciáveis de fosfatos insolúveis. 2. A análise dos dados, obtidos com as linhagens de Penicillium spp, indicou que ambas aumentaram significativamente os níveis de fósforo solúvel para os tratamentos com fosfato de alumínio, em relação a seus homólogos estéreis; diminuiram significativamente os níveis de fósforo solúvel das testemunhas e, não alteraram significativamente os níveis dos tratamentos com fosfato de ferro. Por outro lado, nos tratamentos com apatita de Araxá o nível de fosforo solúvel não foi alterado significativamente com a linhagem 4 Raíz III e, diminuiu significativamente, com a linhagem 8 RIZ III. 3. À linhagem de Aspergillus sp. apresentou comportamento diferente dos demais fungos, diminuindo significativamente os níveis de fósforo solúvel de todos os tratamentos. 4. A aderência de numerosas partículas de fosfatos insolúveis à trama miceliana, é fator de erro que pode explicar as discrepancias nos valores obtidos pela determinação indireta do fósforo assimilável do solo, empregando-se técnicas biológicas com A. niger ou outros fungos.

Bases boquímicas de resistencia a Penicillium expansum en manzana "golden delicious"

La producción frutícola española es muy importante y los problemas relacionados con su conservación, sobre todo desde la entrada de España en la UE, tienen un interés peculiar con el objetivo de mejorar la calidad y disminuir el uso de los productos susceptibles de perjudicar la salud humana. Para conseguir avances importantes en el aspecto tecnológico se precisa una profundización en los fenómenos bioquímicos que determinan las capacidades de conservación del fruto. Dentro de la complejidad de esta temática, este proyecto pretende determinar los factores bioquímicos involucrados en el control de podredumbres en la fruta y más específicamente los factores endógenos que determinan la resistencia del fruto a este tipo de daños. El objetivo general de este proyecto era de definir los mecanismos bioquímicos involucrados en la resistencia de la manzana ‘Golden Delicious’ contra la acción de un patógeno: Penicillium expansum. Para lograr este objetivo se plantearon las diferentes tareas: Tarea 1 (T1): determinación de madurez y del estado fisiológico a la cosecha Tarea 2 (T2): determinación de las capacidades de resistencia endógenas iniciales e influencia del estado de madurez a la cosecha Tarea 3 (T3): respuesta inicial a una inoculación artificial: cambios bioquímicos y sensibilidad al patógeno Tarea 4 (T4): comportamiento después de conservación: respuesta a una inoculación (cambios bioquímicos y sensibilidad al patógeno) y sensibilidad natural durante la conservación Tarea 5 (T5): determinación de un esquema explicativo y caracterización de los factores bioquímicos determinantes Tarea 6 (T6): elaboración de un test de predicción.

Efeito de produtos alternativos para o controle do bolor verde (Penicillium digitatum) em pós-colheita de citros

O objetivo do trabalho foi verificar a ocorrência de sinergismo entre misturas de produtos alternativos aos fungicidas, para o controle do bolor verde (Penicillium digitatum) em pós-colheita de citros. Foram testados dez produtos individualmente e trinta e cinco combinações destes produtos dois a dois, em comparação com tiabendazole e testemunha, com e sem inoculação. Os produtos testados não apresentaram efeito de sinergismo, exceto a mistura carbonato de Na + ácido bórico. Carbonato de Na e ácido bórico controlaram a doença em 78 e 87%, respectivamente, e, utilizando a mistura, o controle foi de 93%. Destacaram-se, ainda no controle da doença, o bicarbonato de Na, metabissulfito de Na e as misturas de bicarbonato de sódio + ácido bórico, carbonato de Na + carbonato de K, carbonato de Na + sorbato de K, bicarbonato de Na + carbonato de Na, controlando 92; 77; 81; 77; 75 e 71%, respectivamente. O tiabendazole utilizado como padrão controlou totalmente a doença.

Controle em pós-colheita de Penicillium digitatum EM laranja-pera com microrganismos e tratamento térmico

O mercado consumidor está exigindo alimentos sem a presença de resíduos de agrotóxicos. Assim, o trabalho teve como objetivo avaliar o controle do bolor verde, em laranjas-Pera, com agentes de biocontrole (Bacillus subtilis e Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis (QST 713)), associados ou não ao tratamento térmico. Para tanto, os frutos foram adquiridos em "packinghouse" antes do processamento, sendo lavados e desinfestados com hipoclorito de sódio. Os frutos submetidos a esses tratamentos foram armazenados, por 11 a 28 dias, em temperatura de 10 ºC e UR 90%±5 ou por oito dias a 20 ºC e UR 90%±5. De modo geral, o tratamento térmico reduziu a severidade da doença determinada pela área abaixo da curva do progresso da doença nos frutos e a incidência natural de doenças em pós-colheita de laranja-Pera. Por outro lado, os agentes de biocontrole não controlaram a doença, mostrando que os organismos testados não apresentaram atividade curativa contra o bolor verde.

Avaliação de microrganismos antagônicos, Saccharomyces cerevisiae e Bacillus subtilis para o controle de Penicillium digitatum

Os frutos cítricos são afetados por diversas doenças, especialmente as fúngicas, as quais afetam a produtividade e a qualidade, principalmente quando se visa ao mercado de frutas frescas, seja para o mercado interno, seja para a exportação. Dentre as doenças fúngicas que ocorrem na fase de pós-colheita, destaca-se o bolor verde, causado por Penicillium digitatum. As medidas de controle baseiam-se, principalmente, no tratamento de frutos com diferentes combinações de fungicidas no packing-house. Devido às restrições quanto à presença de resíduos de fungicidas em frutos de citros e ao crescente desenvolvimento de linhagens resistentes dos patógenos a tais fungicidas, torna-se necessária a busca de alternativas de controle, como o controle biológico. Portanto, este trabalho teve por objetivos: (i) verificar o efeito antagônico de agentes de controle biológico (ACBs), sendo 06 isolados de Saccharomyces cerevisiae e 13 isolados de Bacillus subtilis contra P. digitatum; (ii) estudar as interações in vitro entre ACBs e o fitopatógeno; (iii) verificar o efeito da integração dos antagonistas com bicarbonato de sódio e cera de carnaúba no controle do bolor verde. Os resultados mostraram que a maioria dos isolados bacterianos e todos os isolados de levedura inibiram o crescimento micelial do fitopatógeno. Somente um isolado de Bacillus subtilis (ACB-84) foi capaz de inibir a germinação de P. digitatum com 72% de inibição, enquanto ACB-K1 e ACB-CR1 (S. cerevisiae) foram os mais eficientes com inibições de 78 e 85,7%, respectivamente; a adição de sacarose (a 0,5%) favoreceu ainda mais a inibição da germinação dos conídios pelos isolados da levedura. Os resultados de controle in vivo mostraram a viabilidade de S. cerevisiae ACB-K1 e ACB-CR1 para o controle de P. digitatum, em frutos de lima-ácida 'Tahiti' e laranja 'Hamlin', respectivamente; a associação de bicarbonato de sódio com agentes de biocontrole não resultou em melhorias no controle curativo do bolor verde; cera de carnaúba (18% de SST) favoreceu a atividade antagonística de S. cerevisiae, e tal efeito dependeu da variedade dos frutos cítricos em estudo e do isolado da levedura utilizado para o biocontrole.

Utilização do resíduo líquido de indústria de processamento de suco de laranja como meio de cultura de Penicillium citrinum: depuração biológica do resíduo e produção de enzima

Penicillium citrinum grown in orange juice processing wastes medium under continuous agitation was studied in order to establish optimal conditions (incubation period, incubation temperature, initial pH and nitrogen addition) for biomass and ribonuclease production, as well as, biological depuration of the wastes. Nitrogen addition to wastes medium increased the biomass and ribonuclease production and provides COD reduction. The soy meal shows to be the best nitrogen source. The conditions for a more favorable enzyme and biomass production and COD reduction were initial pH 6.0 and temperature of 27°C. The maximum value obtained for these parameters on optimal conditions of cultivation was 11 U/mL of enzyme, 4 mg/mL of biomass (dry matter) and 55% of COD reduction, in 96 hours of incubation.