Search

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The mango (Mangifera indica Linn.) is one of the most important tropical fruits. It is very appreciated due to its flavor and nutritional characteristics. The fruits are easily spoiled because of intrinsic factors, which makes difficult its commercialization in natura. An alternative to reduce the losts is the conservation of the mango as pulp, juice and nectar. The thermal treatment is the most used process to conservate these products. However, the complete inativation of microorganisms during the thermal processing adopted by most industries of fruit juices and fruit pulps is limited by the presence of spore formers and termorresistents microorganisms. This work aimed to isolate and to identificate spoilage bacteria from thermally processed mango pulp, and to characterize the fermentative activity of these microorganisms. Samples of 25 lots of spoiled mango pulp from two industrial units processing mango pulp were evaluated in plate count agar, added with 20 % of steril mango pulp. A number of 104 bacteria were isolated and were characterized as Gram-positive rods, spore formers and mostly strict anaerobic, indicating that belonged to the genus Clostridium. Four isolated named LMA 45, LMA 63, LMA 72 and LMA 104, provenient of different lots of mango pulp from two industrial units, were identified by biochemical tests and by the cell membrane fatty acids profile as Clostridium tyrobutyricum. These four isolates were selected for use in the experiments that followed. The isolates were cultivated in BHI broth within a pH range of 3.0 to 7.0 and temperatures between 7 °C to 50 °C. C. tyrobutyricum grew in the pH range of 4.0 to 7.0, except for isolate LMA 104, that did not grow in pH 4.0 up to 48 hours of incubation. None of the isolates was able to grow in pH 3.5. The specific growth rate (μ) was higher in pH values between 6.5 and 7.0 and varied from 0.18 to 0.31 h-1. The growth was observed in a temperature range from 10 °C to 40 °C, with an optimum between 35 °C and 40 °C. The fermentative activity of C. tyrobutyricum LMA 45, LMA 63, LMA 72 and LMA 104 was evaluated in mango pulp with pH varying from 3.0 to 5.0. Gas production was detected in pH of 4.0, 4.5 and 5.0 before 50 hours of the incubation at 30 ºC, except for isolate LMA 104 which produced gas only after 100 hours of incubation. The other main products that resulted from mango pulp fermentation in pH values between 4.0 and 4.5 were acetate and butyrate, which was determined by high performance liquid chromatography (HPLC). The consumption of sucrose, glucose and frutose during mango pulp fermentation in pH 4.0 and 4.5 was also determined using HPLC. The C. tyrobutyricum isolates evaluated could grow at high sugar concentrations, as they fermented the mango pulp containing 729,2 mM of sugars, but did not use all the substrate. The growth of the isolates was inhibited in mango pulp at pH 3.5. This results suggest the adoption of the acidification strategy by the industries, wich generally process mango pulp with pH 4.0. This strategy might ensure the conservation of the fruit product, without changes in the thermal treatment. A manga (Mangifera indica Linn.) é uma das mais importantes frutas tropicais, muito apreciada pelo sabor, aroma e por suas propriedades nutricionais. Os frutos são perecíveis em razão dos fatores intrínsecos, dificultando a sua comercialização in natura. Uma alternativa para reduzir as perdas é a conservação da manga na forma de polpa, suco ou néctar. O tratamento térmico é o processo mais empregado para a conservação desses produtos. Entretanto, a inativação completa de microrganismos durante o processamento térmico normalmente adotado pelas indústrias processadoras de sucos e polpas é limitada pela presença de organismos formadores de esporos e de termorresistentes. Este trabalho teve como objetivos isolar e identificar as bactérias deterioradoras de polpa de manga tratada termicamente e caracterizar a atividade fermentativa desses microrganismos. Amostras de 25 lotes de polpa de manga deteriorada provenientes de duas unidades industriais processadoras de polpa de manga foram analisadas em ágar padrão para contagem, enriquecido com 20 % de polpa de manga esterilizada. Um total de 104 isolados foi obtido e essas bactérias foram caracterizadas como bastonetes, Gram-positivas, formadoras de esporos sendo a grande maioria constituída de anaeróbias estritas, do gênero Clostridium. Destes, os isolados LMA 45, LMA 63, LMA 72 e LMA 104 obtidos de lotes diferentes de polpa de manga provenientes de duas unidades industriais, foram identificados por teste bioquímicos e pelo perfil de ácidos graxos de membrana como Clostridium tyrobutyricum e selecionados para a continuidade deste estudo. Os isolados foram cultivados em caldo BHI com pH variando de 3,0 a 7,0 e em temperatura entre 7 °C e 50 °C. O crescimento de C. tyrobutyricum ocorreu em valores de pH de 4,0 a 7,0 com exceção do isolado LMA 104 que não apresentou crescimento em pH 4,0 em até 48 horas de incubação. Não houve crescimento em pH 3,5. A velocidade específica de crescimento (μ) foi maior em pH entre 6,5 e 7,0 e alcançou valores entre 0,18 e 0,31 h-1. O crescimento foi observado em temperaturas de 10 °C a 40 °C, com ótimo entre 35 °C e 40 °C. A atividade fermentativa de C. tyrobutyricum LMA 45, LMA 63, LMA 72 e LMA 104 foi avaliada em polpa de manga com pH variando de 3,0 a 5,0. A produção de gás foi detectada em valores de pH de 4,0, 4,5 e 5,0 em menos de 50 horas de incubação a 30 ºC, com exceção do isolado LMA 104 cuja produção de gás foi detectada após 100 horas de incubação. Além de gás, os principais produtos da fermentação da polpa de manga com pH entre 4,0 e 4,5 foram acetato e butirato, determinados por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). O consumo de sacarose, glicose e frutose durante a fermentação de polpa de manga com pH 4,0 e 4,5 foi determinado utilizando-se HPLC. Os isolados de C. tyrobutyricum avaliados apresentaram capacidade de crescer em altas concentrações de açúcar, pois fermentaram a polpa de manga com 729,2 mM de açúcares e não utilizaram todo o substrato durante a fermentação. A inibição do crescimento dos isolados em polpa de manga com pH 3,5 permite sugerir a adoção da estratégia de acidificação para garantir a conservação do produto pela indústria, que geralmente processa esse produto com pH 4,0.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Bacteriocins from lactic acid bacteria have been suggested as an alternative to traditional food preservation methods, such as heat treatment, that interfere with natural characteristics of the food. Nisin is the bacteriocin that has been most used in foods. Recently, a new bacteriocin, bovicin HC5, produced by Streptococcus bovis HC5, was characterized. Previous work indicated that this bacteriocin has activity against Listeria monocytogenes and Clostridium sporogenes. In this study, the activity of this bacteriocin was tested against Bacillus cereus, Bacillus thuringiensis and Clostridium tyrobutyricum isolated form spoiled mango pulp. The addition of bovicin HC5 (40 to 160 AU/mL) into BHI media resulted in reduced specific growth rate and maximal optical densities of B. cereus, B. thuringiensis and C. tyrobutyricum. Concentrations of 40 and 80 AU/mL increased lag phase duration for at least 10 h. When 160 AU/mL was used, growth was not observed even after 144 h. The effect of bovicin HC5 against vegetative cells inoculated into mango pulp was bactericidal and more pronounced at acidic conditions. After 24 h of incubation with the bacteriocin, the viable cell number was bellow the detection level. Similar results were obtained when nisin was used. When C. tyrobutyricum was inoculated into mango pulp with 100 AU/mL of bovicin HC5, gas production was not observed for at least 10 days of incubation. Bovicin HC5 reduced spore germination of B. cereus and B. thuringiensis inoculated into mango pulp, and the number of non-germinated spores after 122 h of incubation was at least 100-fold greater than control treatments. Bovicin HC5 did not affect the thermal resistance of B. cereus and B. thuringiensis spores. However, if added to the mango pulp, bovicin HC5 could remain stable during the heat treatment, and reduce spore germination of these microorganisms. Cultures of B. cereus, B. thuringiensis and C. tyrobutyricum that were transferred successively in the presence of subletal doses of bovicin HC5 did not become resistant. Considering the results obtained in this study and the fact that bovicin HC5 was stable in culture supernatants and in mango pulp, it seems that this bacteriocin could be useful to prevent the spoilage of mango pulp by B. cereus, B. thuringiensis and C. tyrobutyricum. Bacteriocinas de bactérias do ácido láctico têm sido propostas como alternativa aos métodos tradicionais de conservação de alimentos, como tratamento térmico, que interferem nas características naturais do alimento. A nisina é a bacteriocina que tem sido mais utilizada em alimentos. Recentemente, uma nova bacteriocina, bovicina HC5 produzida por Streptococcus bovis HC5, foi caracterizada e apresentou efetividade contra Listeria monocytogenes e Clostridium sporogenes. Neste estudo, a atividade desta bacteriocina foi testada contra Bacillus cereus, Bacillus thuringiensis e linhagens de Clostridium tyrobutyricum isolados da polpa de manga deteriorada. A adição de 40 a 160 UA/mL de bovicina HC5 em caldo BHI resultou na diminuição da velocidade específica de crescimento e da DO máxima atingida por B. cereus, B. thuringiensis e C. tyrobutyricum. Concentrações de 40 e 80 UA/mL de bovicina HC5 resultaram no aumento da fase lag dos isolados em pelo menos 10 h e quando a concentração utilizada foi de 160 UA/mL, o crescimento não foi observado por, pelo menos, 144 h. Concentração de 100 UA/mL de bovicina HC5 foi bactericida para células vegetativas inoculadas em polpa de manga e este efeito foi mais pronunciado em condições acídicas. Após 24 horas de incubação na presença da bacteriocina, o número de células viáveis das bactérias avaliadas ficou abaixo do limite de detecção. Resultados semelhantes foram obtidos com a nisina. Quando as linhagens de C. tyrobutyricum foram inoculadas em polpa de manga contendo 100 UA/mL de bovicina HC5, a produção de gás não foi observada por até 10 dias de incubação. Bovicina HC5 reduziu a germinação de esporos de B. cereus e B. thuringiensis e o número de esporos no estado dormente após 122 h de incubação foi, pelo menos, 100 vezes maior do que o observado no tratamento controle, sem bacteriocina. Esta bacteriocina não teve efeito na resistência térmica de esporos de B. cereus e B. thuringiensis. Entretanto, uma vez que a bovicina HC5 apresenta resistência a altas temperaturas (121 ºC/20 min), ela pode permanecer estável na polpa de manga após o tratamento térmico e reduzir a germinação dos esporos sobreviventes. A transferência dos isolados por, aproximadamente, 40 gerações na presença de 20 UA/mL de bovicina HC5 não causou adaptação dos microrganismos deterioradores. Esta bacteriocina permaneceu estável após incubação em mistura com o sobrenadante das culturas e com a polpa de manga. Considerando os resultados obtidos neste trabalho, a bovicina HC5 parece ser útil para reduzir a deterioração de polpa de manga causada por B. cereus, B. thuringiensis e C. tyrobutyricum.