Isolamento, identificação e estudo da resistência térmica de fungos filamentosos termorresistentes em produtos de frutas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos.Os fungos filamentosos termorresistentes têm sido implicados na deterioração de produtos de frutas, por sobreviverem aos tratamentos de pasteurização. A resistência ao calor destes fungos varia de cepa para cepa e com a natureza do meio de aquecimento. Os objetivos deste trabalho são: a) isolar e identificar fungos termorresistentes em três tipos de produtos (amostras retiradas durante o processo produtivo de néctar de maçã (pH 3,45, 11,6°Brix), polpas comerciais congeladas de morango (pH 3,9, 9,2°Brix) e uva (pH 3,6, 13°Brix) e sucos de morango (pH 2,9, 22°Brix) e uva (pH 2,9, 74,4°Brix) pasteurizados e preservados com benzoato de sódio e sorbato de potássio); b) selecionar o fungo mais termorresistente entre os isolados ; c) determinar sua resistência térmica em suco de maçã a pH 2,5, 3,5 e 4,5 e d) avaliar sua deterioração em suco de maçã. Após choque térmico de 2 horas a 70°C, foram isoladas 21 culturas de fungos, sendo 15 identificadas como termorresistentes. As espécies encontradas foram : N. fischeri, B. fulva, Talaromyces sp. e Eupenicillium sp. Após aplicação de diferentes choques térmicos, 5 cepas sobreviveram a 95°C/20 minutos. Dentre as mais termorresistentes, foi escolhida uma cepa de N. fischeri, isolada do concentrado de maçã, para ser submetida aos testes de resistência térmica. Foram utilizados tubos TDT selados e suco de maçã, a diferentes pHs, como meio de aquecimento. As curvas foram construídas a 80, 85 e 90°C. Para o cálculo dos parâmetros cinéticos, foi realizada uma linearização das curvas pelo método de ALDERTON & SNELL (1970). Os valores de "1/k" (parâmetro equivalente a "D") obtidos em pH 2,5 foram 81,30, 15,92 e 0,94 minutos para 80, 85 e 90°C, respectivamente. Em pH 3,5 os valores foram 153,85, 22,12 e 1,03 minutos e em pH 4,5 foram de 312,50, 38,61 e 2,20 minutos para as mesmas respectivas temperaturas. Os valores de Z* (parâmetro equivalente ao coeficiente térmico Z) foram 5,16, 4,59 e 4,64°C para os meios de aquecimento a pH 2,5, 3,5 e 4,5, respectivamente. O suco de maçã avaliado, clarificou-se pela ação de enzimas pectinolíticas produzidas pelo fungo inoculado

Isolation and selection of heat resistant molds in the production process of apple nectar

Heat resistant molds are able to survive the pasteurization process applied to apple products. This study aimed at detecting and identifying heat resistant molds during the processing of apple nectar (pH 3.4; 11.6 °Brix) in order to select the most heat resistant mold. The isolation was carried out after heat shock at 70 °C, during 2 hours, and incubation at 30 °C, in PDA (3% agar), where rose bengal was added. The identification of macro and microscopic structures was carried out after incubation in three different media (G25N, CYA, MEA) and temperatures. Different heat shocks, from 80 °C/20 minutes to 97 °C/15 minutes, were applied to select the most heat resistant mold. Eleven strains were selected, of which five were heat-resistant: three strains were isolated from apple and concentrated apple juice and were identified as Neosartorya fischeri; one strain, isolated from apple, was identified as Byssochlamys fulva and one strain, isolated from the product after the first pasteurization, was identified as Eupenicillium sp. The most heat-resistant strains belong to N. fischeri and B. fulva, which were able to survive at 95 °C/20 minutes. Among the six remaining, one was identified as Aspergillus sp., however, none of them was heat resistant.Os fungos filamentosos termorresistentes são capazes de sobreviver aos processos de pasteurização aplicados aos produtos de frutas. Este estudo visou isolar e identificar fungos termorresistentes durante o processamento de néctar de maçã (pH 3,4 e 11,6 °Brix), de forma a selecionar o bolor mais termorresistente. O isolamento foi obtido após choque térmico de 70 °C/2 horas e incubação a 30 °C em PDA (3% de ágar) acrescido de rosa de bengala. A identificação foi baseada na morfologia e nas estruturas micro e macroscópicas observadas após incubação das cepas em três diferentes meios (G25N, CYA e MEA) e temperaturas. O fungo mais termorresistente foi selecionado pela aplicação de choques térmicos (de 80 °C/20 minutos até 97 °C/15 minutos). Foram detectadas 11 linhagens de bolores, sendo 5 termorresistentes. Dentre estas, três cepas, isoladas da matéria-prima e do concentrado de maçã, foram identificadas como Neosartorya fischeri; uma cepa isolada da matéria-prima foi identificada como Byssochlamys fulva, e uma cepa isolada do produto após a primeira pasteurização foi identificada como Eupenicillium sp. As cepas mais resistentes foram as de N. fischeri e B. fulva, que sobreviveram ao tratamento de 95 °C/20 minutos. Dentre as seis cepas restantes, uma foi identificada como Aspergillus sp., entretanto, nenhuma destas apresentou termorresistência.11612

Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear un derstanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5–7 vast areas of the tropics remain understudied.8–11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world’s most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepre sented in biodiversity databases.13–15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may elim inate pieces of the Amazon’s biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological com munities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple or ganism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region’s vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most ne glected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lostinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear understanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5,6,7 vast areas of the tropics remain understudied.8,9,10,11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world's most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepresented in biodiversity databases.13,14,15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may eliminate pieces of the Amazon's biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological communities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple organism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region's vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most neglected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lost

Detecção de patulina e desinfecção de maçãs destinadas à produção de suco

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia de AlimentosArquivo digital com o texto completo não disponibilizado pelo autorQuase a totalidade do suco de maçã concentrado produzido no Brasil (>90%) é destinado à exportação. As maçãs não qualificadas para o consumo in natura são utilizadas para a produção de suco. Assim sendo, a boa qualidade da matéria-prima deve ser garantida de forma a se obter um produto que atenda aos rígidos padrões internacionais. Bactérias e fungos podem ser potenciais contaminantes do suco de maçã. Os fungos termorresistentes, como Byssochlamys spp., estão entre os micro-organismos relevantes para os sucos de fruta termoprocessados devido à sua capacidade deteriorante associada à produção de toxinas. As bactérias termoacidofílicas do gênero Alicyclobacillus podem produzir substâncias, como o guaiacol, que são responsáveis pela produção de odores "medicinais" ou "antissépticos" nos sucos de frutas embalados. Penicillium expansum é o mais importante contaminante das maçãs e é também o responsável por causar "podridão azul" nestas frutas. Patulina (PAT) é uma micotoxina termoestável, produzida principalmente por este fungo e também por Byssochlamys spp. Estudos apontam que esta toxina pode causar severos efeitos crônicos e agudos em humanos. As agências regulatórias internacionais recomendam um nível máximo de 50 µg/L (ppb) para suco de maçã. Assim sendo, o objetivo geral deste trabalho foi a detectação da patulina em maçãs e avaliação do processo de lavagem/desinfecção das frutas destinadas à produção de suco. O levantamento inicial mostrou que P. expansum, Byssochlamys fulva e Alicyclobacillus acidoterrestris são os micro-organismos de maior relevância no processo produtivo. Os testes de desinfecção mostraram que o sanitizante clorado dicloroisocianurato de sódio foi mais efetivo que ácido peracético contra P. expansum. Porém, nenhum dos sanitizantes foi eficiente contra os esporos de A. acidoterrestris e B. fulva. Quando hipoclorito de sódio foi testado na redução de esporos de P. expansum, a eficácia aumentou com o decréscimo do pH. Os modelos de Bigelow e de Weibull foram os mais adequados em descrever a inativação de P. expansum pelo calor e por cloro, respectivamente. Todas as variedades de maçãs inoculadas com P. expansum desenvolveram deterioração sob 11°C e 20,5°C, exceto Red Delicious e Empire. Os maiores níves de PAT ocorreram nas variedades Golden Supreme e McIntosh. Verificou-se que PAT não está presente nas frutas durante o período da safra. Entretanto, 86% dos lotes avaliados na entressafra apresentaram níveis de PAT superiores a 50 ppb. O plano de amostragem para a avaliação das frutas durante o recebimento sugeriu a retirada de uma amostra de 50 maçãs por lote, sendo estabelecido o critério de rejeição quando mais que 8 maçãs podres forem encontradas. São consideradas podres as frutas que apresentarem podridão característica de tamanho superior a 4 cm ou com visível desenvolvimento do "fungo azul" (P. expansum). A etapa de lavagem das frutas com água sob alta pressão reduziu os níveis de PAT em 64 a 100%, entretanto, transferiu a toxina para a água. Os tratamentos com dicloroisocianurato de sódio provaram ser eficientes para reduzir 100% da PAT em solução aquosa. Pode-se concluir que este sanitizante, mesmo quando usado em baixas concentrações (25 ppm), foi eficiente tanto para reduzir PAT, quanto esporos de P. expansum, sendo recomendado para as operações de manejo e lavagem das frutas. Os resultados deste estudo podem causar impacto direto na redução de PAT no suco de maçã, diminuindo assim os riscos à saúde do consumidor e trazendo muitos benefícios para a indústria processadora, além de torná-la mais competitiva no mercado internacional. The majority of concentrated apple juice produced in Brazil (>90%) is destined for exportation. Apples rejected for the fresh fruit consumption market are used for juice processing. The quality of this raw material should be attained in order to obtain a juice under the rigid international standards. Heat resistant molds and the thermoacidophilic bacterium from Alicyclobacillus genus are among the microorganisms of importance for heat-processed fruit juices, such as apple juice. Some species of heat resistant molds, such as Byssochlamys spp., are able both to deteriorate packaged fruit juice and to produce mycotoxins. Alicyclobacillus causes medicinal off-flavors in packaged fruit juices. Penicillium expansum is the most important contaminant in apples and is responsible for "blue mold rot" in those fruits. Patulin (PAT) is a thermal stable mycotoxin produced primarily by this mold and also by Byssochlamys spp. PAT has been shown to exhibit severe chronic and acute effects in humans. The regulatory agencies have recommended a PAT maximum level of 50 µg/L (ppb) for apple juice. Then, the aim of this study was to detect PAT in apples and to assess the washing/sanitizing treatments for apples destined for juice. In the initial survey, P. expansum, Byssochlamys fulva and Alicyclobacillus acidoterrestris was the most import microorganisms in the process. In the disinfection test, the chlorine-based sanitizer sodium dichloroisocyanurate was more efficient than peracetic acid against P.expansum spores. None of those sanitizers were efficient against A.acidoterrestris and B.fulva spores. When sodium hypochlorite was tested against P.expansum, the efficacy of chlorine solutions was enhanced by decreasing the pH. For the modeling investigation, the results showed that Bigelow and Weibull were the best models to describe P.expansum thermal and sanitizer inactivation, respectivelly. All P.expansum inoculated apple varieties incubated under 11°C and 20.5°C showed mold spoilage at both temperatures, except Red Delicious and Empire. The highest PAT productions occurred in Golden Supreme and McIntosh varieties. Findings showed that PAT was not detected throughout the harvest season. However, 86% of lots from off-season yielded more than 50 ppb of PAT. The sampling plan developed to evaluate the apples during the receiving step suggested to reject the lot when more than 8 rotten fruits were found in a total of 50 apples, because the risk of > 50 ppb of PAT in the final product. Rotten fruits are those with size lesion > 4 cm or with visible "blue mold" development. Wash treatments using high-pressured water reduced PAT levels by 64 to 100%, but the toxin was transferred to the water. Treatments using sodium dichloroisocyanurate proved to be efficient in reducing 100% of PAT in aqueous solution. In conclusion, this sanitizer, even at low concentration (25 ppm), is efficient to reduce both PAT and P. expansum spores and should be recommended for apple handling and washing treatments. This investigation provides direct impact in the PAT levels for the final product which reduce the risk for healthy consumers and help in the development of industry international competitiveness

Survey of molds, yeast and Alicyclobacillus spp. from a concentrated apple juice productive process

Bacteria and molds may spoil and/or contaminate apple juice either by direct microbial action or indirectly by the uptake of metabolites as off-flavours and toxins. Some of these microorganisms and/or metabolites may remain in the food even after extensive procedures. This study aim to identify the presence of molds (including heat resistant species) and Alicyclobacillus spp., during concentrated apple juice processing. Molds were isolated at different steps and then identified by their macroscopic and microscopic characteristics after cultivation on standard media at 5, 25 and 37ºC, during 7 days. Among the 19 isolated found, 63% were identified as Penicillium with 50% belonging to the P. expansum specie. With regards to heat resistant molds, the species Neosartorya fischeri, Byssochlamys fulva and also the genus Eupenicillium sp., Talaromyces sp. and Eurotium sp. were isolated. The thermoacidophilic spore-forming bacteria were identified as A. acidoterrestris by a further investigation based on 16S rRNA sequence similarity. The large contamination found indicates the need for methods to eliminate or prevent the presence of these microorganisms in the processing plants in order to avoid both spoilage of apple juice and toxin production

APLICAÇÃO DE DICLOROISOCIANURATO DE SÓDIO E ÁCIDO PERACÉTICO PARA REDUÇÃO DE ESPOROS DE PENICILLIUM EXPANSUM, BYSSOCHLAMYS FULVA E ALICYCLOBACILLUS ACIDOTERRESTRIS NA SUPERFÍCIE DE MAÇÃS E EM SOLUÇÕES AQUOSAS

A efi cácia do sanitizante clorado orgânico dicloroisocianurato de sódio (Dicloro) e do ácido peracé- tico foi testada contra esporos de Penicillium expansum, Byssochlamys fulva e Alicyclobacillus acidoterrestris em superfície de maçãs e em solução aquosa. Os esporos de P. expansum foram efi cazmente eliminados em ambas as condições usando dicloro, sendo que mais que 6 reduções decimais (RD) foram obtidas a 25ppm/6min em solução aquosa. Entretanto, o ácido peracético mostrou-se inefi - caz na redução de esporos de P. expansum. Na superfície da maçã, os demais micro-organismos sofreram <1RD com ambos os sanitizantes. Em solução aquosa o dicloro mostrou-se mais efi caz que ácido peracético. B. fulva apresentou-se mais resistente que A. acidoterrestris sendo este mais resistente que P. expansum. Concluiu-se que dicloroisocianurato de sódio foi o sanitizante mais efi caz, sendo recomendado na concentração de 25ppm para uso na água de resfriamento das maçãs destinadas à estocagem e também na água de lavagem, visando, assim, destruir esporos de P. expansum e reduzir o risco de produção de patulina no produto fi nal. Nenhum sanitizante foi efi caz contra os esporos de A. acidoterrestris e B. fulva