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Orientadores: Glaucia Maria Pastore, Marta Cristina Teixeira Duarte Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Nos últimos anos, produtos naturais como os biossurfactantes e óleos essenciais têm sido objeto de intensa investigação científica. As suas atividades antimicrobianas e antiadesivas fazem com que eles apresentem potencial para serem utilizados para o controle de fungos fitopatógenos na agricultura e combate à micro-organismos multirresistentes e biofilmes na área médica e em indústrias de alimentos. Apesar da surfactina produzida por Bacillus subtilis possuir elevadas atividades superficiais e biológicas e ser um dos biossurfactantes mais estudados atualmente, os seus altos custos de produção e baixo rendimento tornam impraticável a sua produção em escala industrial. Deste modo, este trabalho estudou a produção contínua de surfactina e coprodução de amilases e proteases por B. subtilis utilizando manipueira como substrato em diferentes taxas de alimentação, visando à redução dos custos de processo e ao melhor aproveitamento do arsenal metabólico do micro-organismo. As suas atividades antimicrobiana e antibiofilme do biossurfactante produzido foram estudadas em conjunto com dez óleos essenciais extraídos plantas medicinais e aromáticas. Os valores de produção de biossurfactantes e atividades enzimáticas foram crescentes com o aumento da taxa de diluição empregada, encontrando-se os valores máximos de 2,9 mg.h-1, 938,3 U.mL-1 e 3,6 U.mL-1 para a produção de biossurfactantes e atividades amilolítica e proteolítica, respectivamente. O biossurfactante produzido demonstrou atividade antibacteriana contra Bacillus cereus, Rhodococcus equi e Listeria innocua e inibiu a formação de biofilmes de Staphylococcus aureus e Escherichia coli em até 92 e 78 %, respectivamente. Além disso, ele apresentou efeito sinérgico com os óleos essenciais de Aloysia gratissima e Cymbopogon winterianus para a inibição de R. equi, L. innocua e B. subtilis, com os óleos essenciais de Cinnamomum burmannii, Cymbopogon citratus e Lippia sidoides para a inibição dos fungos fitopatógenos Alternaria solani, Alternaria alternata e Mucor hiemalis e com o óleo essencial de C. winterianus para a inibição da formação de biofilme por E. coli Abstract: In recent years, natural products such as biosurfactants and essential oils have been the subject of intense scientific research. Due to their antimicrobial and anti-adhesive activities, they show potential for controlling the growth of phytopathogenic fungi in agriculture and combating multi-drug resistant microorganisms and biofilms in medicine and food industries. Despite the high superficial and biological activities possessed by surfactin produced by Bacillus subtilis, their low yields and high production costs hamper their production on a commercial scale. Thus, this work studied the continuous production of surfactin and co-production of amylases and proteases by B. subtilis LB5a using cassava wastewater as substrate varying the dilution rate, in order to reduce production costs and improve the utilization of metabolic arsenal from the microorganism. The antimicrobial and anti-biofilm activities of the biossurfactant produced were studied in blends with ten essential oils extracted from medicinal and aromatic plants. Biossurfactant production values and enzymatic activities were higher with the increase of dilution rate, reaching the maximum values of 2,9 mg.h-1, 938,3 U.mL-1 and 3,6 U.mL-1 for the production of biossurfactants and amylolitic and proteolitic activities, respectively. The biossurfactant showed antibacterial activity against Bacillus cereus, Rhodococcus equi and Listeria innocua and inhibited up to 92 e 78 % of biofilm formation by Staphylococcus aureus and Escherichia, respectively. Moreover, it presented synergistic with the essential oils of Aloysia gratissima and Cymbopogon winterianus for the inhibition of R. equi, L. innocua and B. subtilis, with the essential oils of Cinnamomum burmannii, Cymbopogon citratus and Lippia sidoides for the inhibition of the phytopathogenic fungi Alternaria solani, Alternaria alternata and Mucor hiemalis and with the essential oil of C. winterianus for the prevention of biofilm formation by E. coli Doutorado Ciência de Alimentos Doutora em Ciência de Alimentos

Orientador: Marta Cristina Teixeira Duarte Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Doenças causadas por fitobactérias contribuem significantemente para as perdas na produção de espécies vegetais de importância econômica. Ao mesmo tempo, o uso intensivo de antibióticos na agricultura e em outros setores produtivos vem ocasionando resistência bacteriana a estas drogas. Este fato tem estimulado a crescente busca por produtos de origem vegetal com atividade antimicrobiana. Extratos e óleos essenciais de diversas espécies vegetais têm sido reconhecidos e estudados empiricamente há muito tempo, mas foram cientificamente confirmados recentemente. Poucos estudos destacam a atividade de óleos essenciais contra os fitopatógenos Erwinia carotovora subsp carotovora e Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, responsáveis por doenças associadas à cultura de tomate, com importância significativa na agricultura e economia. Deste modo, o objetivo do presente estudo foi investigar o emprego de óleos essenciais como antimicrobianos naturais frente a isolados de E. carotovora subsp carotovora e X. campestris pv. vesicatoria. A determinação da concentração mínima inibitória - MIC realizada pelo teste da microdiluição mostrou que os óleos essenciais de melhor atividade antibacteriana foram Cinnamomun cassia e Eugenia caryophyllata, ativos contra a maioria dos isolados bacterianos. A análise da composição química dos óleos, realizada por cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massas mostrou que os principais constituintes presentes em C. cassia e E. caryophyllata foram o trans-cinamaldeíodo e o eugenol, respectivamente. Além disso, a maioria dos óleos testados apresentou efeito bactericida e inibição moderada contra os patógenos. No entanto, a combinação (blenda) dos óleos de melhor atividade antibacteriana na proporção 1:1 não incorreu em melhora da MIC, quando comparada aos valores obtidos com os óleos essenciais brutos. A investigação dos possíveis mecanismos de ação da blenda demonstrou que para E. carotovora subsp. carotovora, o teor proteíco e lipídico extracelular aumentou após 5 e 6 h, respectivamente, e foi diretamente proporcional ao aumento na concentração dos óleos essenciais no meio. O mesmo foi observado para X. campestris pv. vesicatoria após 4 h. Os resultados indicaram que a blenda de óleos essenciais de C. cassia e E. caryophyllata, quando combinados na proporção 1:1 apresentaram efeito sobre a lise da membrana celular das bactérias, e são alternativas naturais com bom potencial para o controle dos patógenos bacterianos Abstract: Diseases caused by phytobacteria contribute significantly to the losses in the production of plant species of economic importance. At the same time, the intensive use of antibiotics in agriculture and in other productive sectors is causing bacterial resistance to these drugs. This fact has being stimulated the growing demand for vegetable products with antimicrobial activity. Extracts and essential oils of several plant species have been recognized and empirically studied for a long time, but recently have been scientifically confirmed. Few researches have highlighted the activity of essential oils against the plant pathogens Erwinia carotovora subsp. carotovora and Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, responsible for diseases associated with the culture of tomato, with significant importance in agriculture and economy. Thus, the aim of this study was to investigate the use of essential oils as natural antimicrobial against E. carotovora subsp. carotovora and X. campestris pv. vesicatoria isolates. The minimal inhibitory concentration - MIC determination carried out by the microdilution test showed that essential oils to better antibacterial activity were Cinnamomun cassia and Eugenia caryophyllata against most bacterial isolates. The chemical composition of the active essential oils by gas chromatography coupled with mass spectrometry analysis showed that the major constituent of the oils of C. cassia and E. caryophyllata were respectively, the trans-cinnamaldehyde and eugenol. Furthermore, most of the tested oils showed moderate inhibition and bactericidal effect against the plant pathogens. However, the combination (blend) of the most active oils at 1: 1 showed no improvement in MIC values compared with the values obtained with the crude oils. The investigation of the possible mechanisms of action of the blend showed that for E. carotovora, the extracellular protein and fat contents, after 5 and 6 h, increases respectively, and was directly proportional to the increase in the concentration of essential oils in the environment. The same was observed for X. campestris, after 4 h. The results indicated that the blend of essential oils from C. cassia and E. caryophyllata at 1:1 presented a possible effect on the lysis of the bacterial cell membrane, and are natural alternatives with good potential to control bacterial phytopathogens Mestrado Ciência de Alimentos Mestra em Ciência de Alimentos CNPQ 130216/2014-3

Orientadores: Marcelo Alexandre Prado, Marta Cristina Teixeira Duarte Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: A uva Máximo IAC 138-22 apresenta boas características para a produção de vinho com elevado grau Brix. Durante a vinificação, os compostos fenólicos presentes nas uvas são extraídos para o mosto e são de fundamental importância para as características organolépticas do vinho, além de propriedades antioxidantes, antimicrobianas, anticarcinogênicas, anti-inflamatórias, diuréticas, tranquilizantes, antidiabéticas. Dentre estas propriedades, destacam-se a antioxidante e a antimicrobiana, visto que há um interesse emergente no uso de antioxidantes naturais em substituição aos sintéticos visando à preservação de alimentos, além de o seu consumo ser associado à proteção contra doenças severas, que envolvem danos por radicais livres. Além de prevenir a oxidação dos alimentos, os fenólicos poderiam reduzir a deterioração por micro-organismos, visto que apresentam atividade contra bactérias Gram (+), Gram (-) e leveduras. Neste trabalho foram avaliados extratos obtidos em etanol e em acetona de uva Máximo IAC 138-22, casca, polpa e semente, três estágios da vinificação, dois resíduos do processamento do vinho e o vinho artesanal obtido neste processo. Foram avaliados o conteúdo de fenólicos totais, a atividade antioxidante e a concentração mínima inibitória (MIC) dos extratos. Não foi verificada diferença significativa entre as extrações em relação à atividade antioxidante, exceto para a semente e o primeiro resíduo da vinificação. As amostras que apresentaram os maiores teores de fenólicos e também fortes a moderadas atividades antioxidantes definidas pelo AAI foram as sementes (semente em etanol: 136,40 mg de EAG/g de extrato e AAI de 1,717), os resíduos (2º resíduo em acetona: 78,47 mg de EAG/g de extrato e AAI de 0,912) e as cascas (casca em acetona: 58,79 mg de EAG/g de extrato e AAI de 0,546), sugerindo o potencial de reaproveitamento dos resíduos como antioxidantes em substituição aos sintéticos. Em relação à atividade antimicrobiana, os Gram (+) foram mais sensíveis que os Gram (-). Destaque para a bactéria B. cereus, que foi o micro-organismo mais sensível, e para a levedura C. albicans, que foi inibida pelos extratos de sementes a baixas concentrações (valores de MIC de 0,001 mg/mL e 0,002 mg/mL). P. aeruginosa foi inibida apenas por alguns extratos do processamento do vinho, o que pode estar relacionado à formação de fenólicos durante a vinificação. O vinho apresentou atividade antimicrobiana contra todas as bactérias Gram (+) e Gram (-) avaliadas e os resíduos da vinificação apresentaram elevados teor de fenólicos e atividade antimicrobiana, com valores de MIC de 1,5 mg/mL a >10 mg/mL), o que sugere a possibilidade de seu reaproveitamento Abstract: Máximo IAC 138-22 grape has good characteristics for production of wine with a high Brix degree. During winemaking, phenolics compounds in grapes are extracted into the must and they are of fundamental importance for organoleptic characteristics of wine, as well as antioxidant, antimicrobial, anticarcinogenic, anti-inflammatory, diuretics, tranquilizers, anti-diabetic properties. Among these properties, antioxidant and antimicrobial are featured, since there is an emerging interest in the use of natural antioxidants to replace synthetic materials in order to preserve food, besides their use is associated with protection against severe disease involving damage by free radicals. In addition to preventing the oxidation of food, phenolics could prevent deterioration by microrganisms, due to their activity against Gram (+), Gram (-) and yeast. In this work, it was evaluated extracts in ethanol and acetone of Máximo IAC 138-22 grape, skin, pulp and seed, three stages of winemaking, two wastes and wine obtained from this process. It was evaluated the total phenolic content, antioxidant activity and the minimum inhibitory concentration (MIC) of extracts. There was no significant difference between two extractions for most of the samples, except seed and the first waste of winemaking. Samples that showed the highest levels of phenolics and also strong to moderate antioxidant activities, defined by AAI, were seeds (seed in ethanol: 136,40 mg of EAG/g of extract and AAI of 1,717), wastes (2º waste in acetone: 78,47 mg of EAG/g of extract and AAI of 0,912) and skin (skin in acetone: 58,79 mg of EAG/g of extract and AAI of 0,546), suggesting a potential for recycling waste to replace synthetic antioxidants. About antimicrobial activity, Gram (+) were more sensitive than Gram (-). Featured to B. cereus, that was the most sensitive microrganism, and yeast C. albicans, that was inhibited by seed extracts at low concentrations (MIC values of 0.001 mg/mL and 0.002 mg/mL). P. aeruginosa was inhibited only by some extracts from winemaking, which may be related to phenolics compounds produced during this process. Wine showed antimicrobial activity against all Gram (+) and Gram (-) and wastes showed a high phenolic content and antimicrobial activity, with MIC values of 1.5 mg/mL to >10 mg/mL), suggesting the possibility of its reuse Mestrado Ciência de Alimentos Mestre em Ciência de Alimentos

Orientador: Nathalia Cristina Cirone Silva Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Atualmente, grandes desafios vêm sendo enfrentados pela indústria de alimentos, que incluem a produção de alimentos mais próximos ao natural, sem abrir mão da qualidade, segurança e atributos sensoriais dos alimentos produzidos. Em adição, a maior conscientização dos consumidores quanto ao apelo ambiental que inclui o tratamento de resíduos sólidos pressiona a indústria no sentido da substituição de embalagens por alternativas mais sustentáveis e biodegradáveis. Neste contexto, o objetivo do atual estudo consistiu no desenvolvimento de embalagem ativa biodegradável adicionada de óleos essenciais como agentes antimicrobianos. Inicialmente, foi aplicada metodologia de Micro-Extração em Fase Sólida em conjunto com Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massa (HS-SPME / CG-EM) para identificação e quantificação dos compostos majoritários presentes nos óleos essenciais analisados. Em seguida, foi realizada análise da atividade antimicrobiana de dez óleos essenciais frente aos micro-organismos contaminantes patogênicos mais comuns na cadeia produtiva de queijo Minas frescal (Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella spp. e Listeria innocua), conduzida por metodologia de Concentração Inibitória Mínima e Concentração Bactericida Mínima. Posteriormente, foi desenvolvida embalagem ativa biodegradável à base de gelatina e quitosana adicionada dos dois óleos essenciais mais efetivos contra os micro-organismos analisados. As verificações da hipótese de redução do teor de óleo essencial utilizado na formulação, assim como a determinação da atividade antimicrobiana de filmes desenvolvidos com diferentes concentrações de óleo essencial, foram avaliadas por meio de metodologia de disco-difusão em ágar. Para avaliação dos efeitos do biopolímero desenvolvido sobre o comportamento de crescimento dos micro-organismos em condições análogas às de estocagem foram desenvolvidos modelos primários de Microbiologia preditiva. Por fim, a influência na análise de vida de prateleira de queijos tipo Minas frescal foi avaliada por meio de análise dos grupos de micro-organismos: mesófilos, psicrotróficos, bactérias láticas, além dos micro-organismos susceptíveis aos polímeros desenvolvidos (Staphylococcus spp e Listeria spp). A princípio, foram observados compostos majoritários compatíveis qualitativamente e quantitativamente com aqueles observados em estudos anteriores principalmente para o óleo essencial de Cymbopogon citratus. Para este óleo em questão, foram detectados os compostos geranial (41,8±1,4%) e neral (27,3±0,7%), que constituem dois isômeros que apresentam atividade antimicrobiana, cujos principais mecanismos de ação foram atribuídos, em estudos anteriores, a danificação e alteração da permeabilidade da membrana celular. Baseado nos resultados obtidos, é possível afirmar que os óleos essenciais mais eficientes na inibição dos micro-organismos estudados foram os provenientes das espécies Cymbopogon citratus e Cymbopogon martinii. Posteriormente, dentre os polímeros desenvolvidos, aquele adicionado do óleo essencial de C. citratus obteve melhor atividade antimicrobiana, contudo apenas micro-organismos Gram-positivos (S. aureus e L. innocua) se mostraram susceptíveis. Para análise do comportamento dos micro-organismos por meio de desenvolvimento de modelos de Microbiologia preditiva, foi observado que o polímero desenvolvido não apresentou atividade satisfatória contra L. innocua, contudo, foi capaz de inativar S. aureus após 10-11 dias de estocagem. Para o experimento de vida de prateleira, no qual não foi realizada inoculação de micro-organismos previamente, o filme desenvolvido apresentou significativa redução da população dos grupos de micro-organismos deteriorantes analisados nos tempos 5 e 10 dias de estocagem, porém não foi possível avaliar a possibilidade de extensão da vida de prateleira dos produtos em questão. Não foram detectadas colônias fenotipicamente características de Listeria spp. em nenhum dos pontos analisados durante o experimento da avaliação da vida de prateleira. É possível afirmar que foram obtidos resultados satisfatórios pautados pelos objetivos do presente estudo, uma vez que o biopolímero desenvolvido possui atividade antimicrobiana efetiva contra S. aureus sob as condições intrínsecas e extrínsecas aplicadas durante o armazenamento de queijo tipo Minas frescal Abstract: Currently, major challenges are being faced by the food industry, which include the production of foods closer to the natural, without giving up on the quality, safety and sensory attributes of the food produced. In addition, the increased consumer awareness of the environmental appeal pressures the industry to substitute packaging for more sustainable and biodegradable alternatives. Therefore, the objective of the current study was to develop active biodegradable packaging added of essential oils as antimicrobial agents. Initially, Solid Phase Micro-Extraction methodology was applied in conjunction with Gas Chromatography coupled to Mass Spectrometry (HS-SPME / GC-MS) to identify and quantify the major compounds present in the essential oils analyzed. The analysis of the antimicrobial activity of ten essential oils against the most common contaminant microorganisms in the Minas frescal cheese chain (Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella spp and Listeria innocua) was carried out, conducted by Minimal Inhibitory Concentration and Minimum Bactericidal Concentration. Subsequently, biodegradable active packaging based on gelatin and chitosan was developed, adding the two most effective essential oils against the microorganisms analyzed. The verification of the hypothesis of reduction of the essential oil content used in the formulation, as well as the determination of the antimicrobial activity of the films developed with different concentrations of essential oil, were evaluated by disc-diffusion methodology in agar. To evaluate the effects of the biopolymer developed on the growth behavior of pathogenic microorganisms susceptible to it under conditions analogous to those of storage, primary models of predictive microbiology were developed. Finally, the influence on the shelf-life analysis of Minas frescal cheeses was evaluated by analyzing the groups of microorganisms: mesophiles, psychrotrophs, lactic bacteria, and microorganisms susceptible to the developed polymers (Staphylococcus spp and Listeria spp). In principle, compatible compounds were observed qualitatively and quantitatively with those observed in previous studies mainly for the essential oil of C. citratus. For this oil, the geranial (41.8 ± 1.4%) and neral (27.3 ± 0.7%) compounds were detected, which are two isomers that present antimicrobial activity whose main mechanisms of action are attributed to the damage and alteration of cell membrane permeability. Based on the results obtained, it is possible to state that the most efficient essential oils in the inhibition of the studied microorganisms were those from the species C. citratus and C. martinii. Later, among the polymers developed, the one added of the essential oil of C. citratus obtained better antimicrobial activity, however only Gram-positive microorganisms (S. aureus and L. innocua) showed to be susceptible. For the analysis of microorganism behavior through the development of predictive microbiology models, it was observed that the polymer developed did not present satisfactory activity against L. innocua, however, it was able to inactivate S. aureus after 10-11 days of storage. For the shelf life experiment, in which no microorganisms were previously inoculated, the developed film showed a significant reduction in the population of the deteriorating microorganisms groups analyzed at 5 and 10 days of storage, but it was not possible to evaluate the possibility of extending the shelf life of the products in question. However, no phenotypically characteristic colonies of Listeria spp. in any of the analyzed points of this experiment were observed. Based on the obtained results, it is possible to affirm that satisfactory results based on the objectives of the present study were obtained, since the developed biopolymer has effective antimicrobial activity against S. aureus under the intrinsic and extrinsic conditions applied during the storage of Minas frescal cheese Mestrado Ciência de Alimentos Mestra em Ciência de Alimentos CNPQ 134614/2016-0 FAEPEX 2069/17 CAPES 001

Orientadores: Fabiana Fantinatti Garboggini, Marta Cristina Teixeira Duarte Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Os micro-organismos associados ao continente Antártico apresentam populações diversas e metabolicamente ativas, porém o potencial farmacológico dos compostos obtidos pelos micro-organismos é pouco conhecido. As bactérias são importante fonte de compostos utilizados atualmente como antimicrobianos, e as principais vias de biossíntese de muitos antibióticos são catalisadas pelos genes PKS (Polyketide Synthases) e NRPS (Non Ribosomal Peptide Synthetases). O presente estudo teve como objetivo a avaliação genética e funcional da produção de compostos antimicrobianos obtidos de bactérias isoladas na Baía do Almirantado, Antártica, a identificação taxonômica das bactérias que apresentaram tal potencial e a identificação do perfil químico dos compostos antimicrobianos. O total de 153 bactérias foi isolado do ambiente antártico, 127 isolados apresentaram pelo menos um dos genes PKSI, PKSII e NRPS. Estes foram identificados através do sequenciamento parcial do gene RNA ribossomal 16S e pertencem a 28 gêneros distintos, sendo representantes dos Filos Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria e Bacteroidetes. A avaliação funcional da produção de antimicrobianos foi realizada com o total de 76 isolados dos quais 30 isolados formaram halos de inibição frente a micro-organismos testes. Os extratos brutos obtidos foram avaliados quanto à concentração inibitória mínima (MIC) frente a oito micro-organismos não virulentos, e 18 extratos brutos apresentaram atividade inibitória, onde se destaca o extrato denominado E131, obtido da bactéria do gênero Streptomyces, que apresentou atividade bacteriostática frente S. aureus e M. luteus, e atividade bactericida frente a C. albicans e B. subtilis. Frente a micro-organismos isolados de amostras clínicas, 11 extratos brutos apresentaram atividade inibitória frente a quatro cepas de Neisseria meningitides, com MIC dos extratos brutos variando de 0,0313 mg.mL-1 até 2,0 mg.mL-1. O extrato E46, obtido da bactéria Pseudoalteromonas sp., destacou-se quanto à atividade inibitória observada frente às quatro cepas avaliadas. Frente à cepa B4, destacam-se a atividade antimicrobiana dos extratos brutos obtido das bactérias Pseudoalteromonas sp. e Pseudomonas azotoformans CUG12536. Frente à cepa YUSA, destaca-se a atividade antimicrobiana observada pelo extrato bruto obtido da bactéria Marinilactibacillus sp., cuja atividade antimicrobiana foi relatada pela primeira vez neste gênero de bactéria. Os extratos brutos possuem em sua composição, compostos cuja atividade antimicrobiana é conhecida, como ácidos graxos e compostos cuja atividade antimicrobiana não está descrita na literatura. Os testes de fracionamento dos extratos frente a solventes de diferentes polaridades indicou que os extratos brutos são solúveis, em sua maioria, a solvente polar. Portanto, as bactérias isoladas da Antártica produzem compostos de interesse farmacológico e podem ser utilizadas como fonte de novos compostos. Tais resultados enfatizam a necessidade de mais estudos de bactérias associadas a ambientes extremos, como a Antártica Abstract: Microorganisms associated with the Antarctic continent have various and metabolically active populations, but the pharmacological potential of compounds obtained by micro-organisms is poorly understood. Bacterias are an important source of compounds currently used as antimicrobial, major biosynthetic pathways of many antibiotics are catalyzed by the PKS genes (Polyketide Synthases) and NRPS (Non Ribosomal Peptide Synthetases). This study had the objective to genetic and functional evaluation of the antimicrobial activity of bacteria isolated in Admiralty Bay, Antarctica, and the taxonomic identification of bacteria that had such potential and identification of the chemical profile of antimicrobial compounds. The total of 153 bacteria was isolated from Antarctic environment, among the isolates, 127 isolates showed at least one of the genes PKSI, PKSII and NRPS. These were identified by partial sequencing of 16S ribosomal RNA gene and belong to 28 different genera, with representatives of the phyla Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria and Bacteroidetes. The functional evaluation of the production of antibiotic was conducted with a total of 76 isolates including 30 isolates that formed inhibition halos against test microorganisms. The crude extracts were evaluated as the minimum inhibitory concentration (MIC) against eight non-virulent microorganisms, and 18 crude extracts showed activity, highlighting the so-called E131 extract, obtained from bacteria of the genus Streptomyces, which showed bacteriostatic activity against S. aureus and M. luteus, and bactericidal activity against C. albicans and B. subtilis. Faced with microorganisms isolated from clinical samples, 11 crude extracts showed inhibitory activity against four strains of Neisseria meningitides, with MIC ranging from 0.0313 mg.mL-1 to 2.0 mg.mL-1. The E46 extract obtained from the bacterium Pseudoalteromonas sp., stood out as the inhibitory activity observed across the four evaluated strains. Faced with the strain B4, stand out the antimicrobial activity of crude extracts obtained from bacteria Pseudoalteromonas sp. and Pseudomonas azotoformans CUG12536. Against YUSA strain, Marinilactibacillus sp. crude extract showed antimicrobial activity, which was the first reported in this bacterial genus. The extracts have in their composition, antimicrobial compounds whose activity is known, such as fatty acids, and compounds whose antimicrobial activity is not described in the literature. Fractionation tests of extracts using solvents of different polarities, indicated that the crude extracts are soluble mostly the polar solvent. Therefore, the bacteria isolated from the Antarctic produce compounds of pharmacological interest and can be used as a source of novel compounds. These results highlight the need for more studies of bacteria associated with extreme environments, such as Antarctica Mestrado Microbiologia Mestra em Genética e Biologia Molecular

Orientadores: Marta Cristina Teixeira Duarte, Guiomar Denisse Posada Izquierdo, Fernando Pérez Rodríguez Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: Salmonella é um dos patógenos mais importantes relacionados a surtos de origem alimentar que têm como veículos carnes vendidas prontas para o consumo. A contaminação destes produtos pode ocorrer durante o processamento em operações como o fatiamento, embalagem e outros procedimentos que requerem manipulação. O aumento do consumo de produtos à base de carne de peru tem sido verificado mundialmente, pois estes aliam a praticidade dos chamados produtos "ready-to-eat" com o fato de que as carnes de aves são reconhecidas como saudáveis. Outro fator importante que influencia na escolha do consumidor é a presença de conservantes químicos nos produtos alimentícios. A substituição de conservantes químicos por substâncias naturais, como os óleos essenciais, e a incorporação destas em sistemas de embalagens ativas, representa uma alternativa interessante e atende a demanda por produtos mais naturais. Este estudo teve como objetivo desenvolver e aplicar um revestimento incorporado com óleo essencial como antimicrobiano em produtos cárneos à base de peito de peru e avaliar sua atividade contra Salmonella Enteritidis, simulando um sistema de embalagem ativa. Além disso, foi estudada a transferência desta bactéria a produtos de peito de peru durante o fatiamento, para simular a contaminação cruzada em equipamentos utilizados para este procedimento. Também foi avaliado o comportamento de S. Enteritidis durante a vida útil de fatias contaminadas dos produtos cárneos, contendo ou não revestimento de óleo essencial, armazenadas a diferentes temperaturas (10 e 25 °C). Quatro formulações dos produtos cárneos (A, B, C e D) foram estudadas para que fosse possível avaliar como a composição da matriz alimentar influencia no comportamento de S. Enteritidis. Dos quatro óleos essenciais testados in vitro, o óleo essencial de Thymus vulgaris (tomilho) foi o que apresentou menor concentração mínima inibitória (MIC) contra S. Enteritidis, sendo selecionado para ensaios posteriores. Baseando-se em análise sensorial e nos testes de triagem antimicrobiana, uma concentração de 0,8 % (v/m) de óleo essencial de T. vulgaris foi aplicada nos revestimentos para os produtos cárneos. Observou-se transferência de S. Enteritidis durante o fatiamento, a partir das lâminas de corte artificialmente contaminadas (~ 8 log UFC/lâmina) a todas as fatias analisadas (n = 20), de produtos revestidos ou não com emulsão de óleo essencial de T. vulgaris. Diferenças estatísticas foram detectadas em relação à transferência do patógeno nos diferentes tratamentos (p ? 0,05). O comportamento de S. Enteritidis nas fatias durante o armazenamento foi fortemente dependente da temperatura e da composição dos produtos, sendo verificado o crescimento a 25 °C em todas as formulações e tratamentos avaliados. Apenas o produto A propiciou o crescimento do patógeno a 10 °C. Nas fatias dos demais produtos foi verificado um perfil de sobrevivência, com redução das contagens ao longo da vida útil. O óleo essencial de T. vulgaris foi efetivo contra S. Enteritidis, durante o armazenamento de fatias revestidas a 10 °C. Testes finais indicaram que a adição e mistura do óleo essencial juntamente com os outros ingredientes, no processo industrial para obtenção dos produtos cárneos processados, possivelmente resultaria em maior atividade antimicrobiana do mesmo contra S. Enteritidis Abstract: Salmonella is one of the most important pathogens involved in foodborne outbreaks related to the consumption of ready-to-eat meat products. The contamination of these products can occur during processing operations like slicing, packaging or other handling procedures. The increase in demand for turkey breast based products has been verified worldwide since they combine the convenience of ready-to-eat-products with the fact that poultry meat is recognized as healthy by consumers. The presence of chemical preservatives in food products is another important factor that influences consumer¿s choice. The use of natural substances as antimicrobials, such as essential oils, and their incorporation in active packaging systems represents an interesting alternative to the use of chemical preservatives. The aim of this study was to develop and implement an edible coating incorporated with essential oil as a natural antimicrobial to turkey breast products and to assess its activity against Salmonella Enteritidis, in order to simulate an active packaging system. This study also aimed to evaluate the transfer of S. Enteritidis to turkey breast products during the slicing procedure, simulating a cross-contamination scenario. Pathogen behavior during sliced turkey breast products¿ shelf-life at different storage temperatures (10 e 25 °C) was also evaluated. Four different formulations of products (A, B, C and D) were studied in order to evaluate how the composition of these food matrices can influence the behavior of S. Enteritidis. Among the four essential oils tested in vitro, Thymus vulgaris (thyme) essential oil exhibited the lowest minimum inhibitory concentration (MIC) against the pathogen and it was selected to subsequent assays. Based on sensory analysis and antimicrobial screening tests, 0.8 % (v/w) of T. vulgaris essential oil was applied on the edible coatings to be tested on turkey breast meat products. S. Enteritidis could be transferred during the slicing procedure, from artificially contaminated slicer blades (~ 8 log CFU/blade) to all slices microbiologically analyzed (n = 20), of products previously coated and not coated with T. vulgaris essential oil. Statistical differences were detected regarding pathogen transfer in the different treatments (p ? 0.05). S. Enteritidis behavior on slices during storage was strongly dependent on temperature and products composition. Growth was verified in slices of all formulations and treatments during storage at 25 °C. Only one product was susceptible to pathogen growth at 10 °C (product A). In the slices of the other three products (B, C and D) a survival pattern was observed, with reductions of S. Enteritidis counts during shelf-life. T. vulgaris essential oil was effective against S. Enteritidis during storage of slices at 10 °C. Final tests indicated that the addition of T. vulgaris essential oil with the other ingredients, during the industrial manufacture process of turkey breast products, probably would result in higher antimicrobial activity against S. Enteritidis. Mestrado Ciência de Alimentos Mestra em Ciência de Alimentos CNPQ