Microbiological properties of soils are sensitive to changes provided by organic cultivation of banana 'BRS Princesa' in the semi-arid region

Soil microbiota has a key role in the dynamics of natural and agro-ecosystems and is sensitive to changes in these environments. This study evaluated changes in the microbiological properties of soils under an organic production system of banana 'BRS Princesa' (Musa spp.). The experimental design consisted of completely randomized blocks, with four replications. Treatments consisted of 1) soil cover with green manure and agricultural gypsum at a dose of 2,820 kg ha−1, 2) soil cover with green manure without gypsum application, 3) soil cover with weeds and agricultural gypsum at a dose of 2,820 kg ha−1, 4) soil cover with spontaneous plants without gypsum application, and two controls: 5) soil under native Caatinga and 6) soil under regenerating forest (capoeira). The evaluated properties were ß-glucosidase, arylsulfatase, acid phosphatase, fluorescein diacetate hydrolysis activities (FDA), carbon and phosphorus contents in microbial biomass, basal soil respiration, microbial and metabolic quotients, and arbuscular mycorrhizal fungi spore density. Soil samples were collected from the 0­0.20m depth layer in two seasons. No parameter could distinguish the treatments. Spontaneous plants provided conditions equivalent to those under green manure. Agricultural gypsum application also did not influence the microbial biomass and microbiota activity, in the analyzed soil depth. However, ß-glucosidase and arylsulfatase activities, the carbon content in microbial biomass, and metabolic and microbial quotients were sensitive to land-use changes and could distinguish areas under organic cultivation from those under native vegetation. Therefore, these properties can be considered good indicators for monitoring the quality of these soils. Furthermore, microbial communities of soils under organic cultivation responded with arylsulfatase activity corresponding to that found in soils under regenerating forest, which may indicate that organic management tends to provide the microbiota with a condition similar to that found under situations that are little disturbing to edaphic living.(AU)

Microbial diversity in artisanal cheese produced and commercialized in Vale do Taquari in southern Brazil / Diversidade microbiana encontrada em queijos artesanais produzidos e comercializados no Vale do Taquari no sul do Brasil

Researchers have been utilizing matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) to identify bacteria and fungi directly from isolates obtained on culture plates; the resulting mass spectrum is then compared with spectra stored in the instrument software. Hence, a fast analytical response is obtained, and the more spectra are known to compare, the safer and more reliable the interpretation of the method will be. Thus, this study sought to identify the diversity of strains found in 10 samples of artisan cheese produced and commercialized in Vale do Taquari (Rio Grande do Sul State, Brazil) using MALDI-TOF MS. From the analyzed cheese, 22 strains were identified at the species level; one sample presented the pathogen Staphylococcus aureus, two showed the presence of lactic acid bacteria (Lactococcus lactis), and the vast majority (68.18%) of strains were composed of species of the Enterobacteriaceae family, with the prevalence of the genera Escherichia, Enterobacter, and Klebsiella. Escherichia coli was present in 50% of the samples analyzed. This demonstrates the need for greater control during all stages of artisanal cheese production and evaluation of the raw material, including safe practices during milking, so that the product meets the identity and quality parameters suitable for human consumption.

MALDI-TOF MS vendo sendo utilizado em laboratórios para identificar bactérias e fungos diretamente de isolados obtidos em placas de cultura. O espectro de massa resultante é então comparado com espectros armazenados no software do equipamento. Assim, obtém-se uma resposta analítica rápida, sendo que, quanto mais espectros forem conhecidos para comparar, mais seguro e confiável será a interpretação do método. Desta maneira, o presente trabalho teve por objetivo, identificar por MALDI-TOF MS, a diversidade de cepas encontrados em 10 amostras de queijos artesanais produzidos e comercializados no Vale do Taquari, Rio Grande do Sul, Brasil. Dos queijos analisados, 22 cepas foram identificadas a nível de espécie, sendo uma (1) amostra apresentou o patógeno Staphylococcus aureus, duas a presença da bactéria ácido láctica (Lactococcus lactis) e a grande maioria (68,18%) das cepas era composta por espécies da família Enterobacteriaceae, com prevalência dos gêneros Escherichia, Enterobacter e Klebsiella. E. coli estava presente em 50% das amostras analisadas. Isso demonstra a necessidade de um maior controle durante todas as etapas de produção do queijo artesanal, bem como a avaliação da matéria-prima, incluindo práticas seguras durante a ordenha para que o produto atenda aos parâmetros de identidade e qualidade, sendo apto ao consumo humano.

Antagonistic activity of lactic acid bacteria isolated from Minas artisanal cheeses against Brucella abortus / Atividade antagonista de bactérias lácticas isoladas de queijos Minas artesanais contra Brucella abortus

This study aimed to evaluate methods for studying the in vitro antimicrobial activity of lactic acid bacteria (LAB) against Brucella abortus and to evaluate the antagonistic effect of LAB on the viability of this pathogen. A total of 18 LAB strains (Lactobacillus plantarum, n = 11; Pediococcus acidilactici, n = 1; Lactobacillus rhamnosus, n = 4; and Lactobacillus brevis,n = 2), isolated from Minas artisanal cheeses produced in three regions (Canastra, Campos das Vertentes, and Araxá) of Minas Gerais State, Brazil, were tested for their antimicrobial activity against B. abortus using three methods: spot-on-lawn, agar well diffusion assay, and antagonistic activity of the culture supernatants. None of the tested LAB strains could inhibit B. abortus in the spot-on-lawn and agar-well diffusion assays. The supernatants produced by LAB had an acidic pH, with intensity depending on bacterial growth and strain, and could inhibit the growth of B. abortus. In contrast, pH-neutralized (pH 7.0) LAB supernatants did not suppress the growth of B. abortus. The results showed that the best technique to study the in vitro antagonism of LAB against B. abortus was the antagonistic activity of culture supernatants. The growth of B. abortus may have been inhibited by acid production.(AU)

Este estudo teve como objetivo avaliar métodos de estudo in vitro da atividade antimicrobiana de bactérias lácticas contra Brucella abortus e avaliar o efeito antagônico das mesmas sobre a viabilidade deste patógeno. Um total de 18 amostras de bactérias lácteas (Lactobacillus plantarum, n = 11; Pediococcus acidilactici, n = 1; Lactobacillus rhamnosus, n = 4; e Lactobacillus brevis, n = 2), isoladas de exemplares de Queijo Minas Artesanal produzidos em três regiões (Canastra, Campos das Vertentes e Araxá) do estado de Minas Gerais, Brasil, foram testados quanto à sua atividade antimicrobiana contra B. abortus usando três métodos: spot-on-lawn, ensaio de difusão em poço e atividade antagonista de sobrenadante de cultura. Nenhuma das cepas testadas foi capaz de inibir B. abortus nos ensaios spot-on-lawm e de difusão em poço. Os sobrenadantes produzidos pelas bactérias lácteas apresentaram pH ácido, com intensidade dependente do crescimento bacteriano e da amostra, podendo inibir o crescimento de B. abortus. Em contraste, os sobrenadantes com pH neutralizado (pH 7,0) não inibiram o crescimento de B. abortus. Os resultados mostraram que a melhor técnica para estudar o antagonismo in vitro de bactérias lácteas contra B. abortus foi a atividade antagonista de sobrenadante de cultura. O crescimento de B. abortus pode ter sido inibido pela produção de ácido.(AU)

Thermo-resistant enzyme-producing microorganisms isolated from composting / Microrganismos produtores de enzimas termo-resistentes isolados de compostagem

Organo-mineral fertilizers supplemented with biological additives are an alternative to chemical fertilizers. In this study, thermoresistant microorganisms from composting mass were isolated by two-step procedures. First, samples taken at different time points and temperatures (33 days at 52 ºC, 60 days at 63 ºC, and over 365 days at 26 ºC) were pre-incubated at 80 oC for 30 minutes. Second, the microbial selection by in vitro culture-based methods and heat shock at 60 oC and 100 oC for 2h and 4h. Forty-one isolates were able to grow at 60 °C for 4h; twenty-seven at 100 °C for 2h, and two at 100 °C for 4h. The molecular identification by partial sequencing of the 16S ribosomal gene using universal primers revealed that thirty-five isolates were from eight Bacillus species, one Brevibacillus borstelensis, three Streptomyces thermogriseus, and two fungi (Thermomyces lanuginosus and T. dupontii). Data from amylase, phytase, and cellulase activity assays and the enzymatic index (EI) showed that 38 of 41 thermo-resistant isolates produce at least one enzyme. For amylase activity, the highest EI value was observed in Bacillus licheniformis (isolate 21C2, EI= 4.11), followed by Brevibacillus borstelensis (isolate 6C2, EI= 3.66), Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 3.52), and Bacillus paralicheniformis (isolate 20C2, EI= 3.34). For phytase, the highest EI values were observed for Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 2.30) and Bacillus licheniformis (isolate 3C1, EI= 2.15). Concerning cellulose production, B. altitudinis (isolate 6C1) was the most efficient (EI= 6.40), followed by three Bacillus subtilis (isolates 9C1, 16C2, and 19C2) with EI values of 5.66, 5.84, and 5.88, respectively, and one B. pumilus (isolate 27C2, EI= 5.78). The selected microorganisms are potentially useful as a biological additive in organo-mineral fertilizers and other biotechnological processes.

Os fertilizantes organo-minerais suplementados com aditivos biológicos são uma alternativa aos adubos químicos. Neste estudo, microrganismos termoresistentes foram isolados de compostagem por procedimentos de duas etapas. Inicialmente, as amostras tomadas em diferentes períodos e temperaturas (33 dias a 52 ºC, 60 dias a 63 ºC e mais de 365 dias a 26 ºC) foram pré-incubadas a 80 oC por 30 minutos. Posteriormente, a seleção microbiana foi conduzida por métodos baseados em cultura in vitro e choque térmico a 60 oC e 100 oC por 2h e 4h. Quarenta e um isolados foram capazes de crescer a 60 °C por 4h; vinte e sete a 100 °C por 2h e dois a 100 °C por 4h. A identificação molecular por sequenciamento parcial do gene ribossomal 16S usando primers universais revelou que trinta e cinco isolados eram de oito espécies de Bacillus, um Brevibacillus borstelensis, três Streptomyces thermogriseus e dois fungos (Thermomyces lanuginosus e T. dupontii). Os dados dos ensaios de atividade de amilase, fitase e celulase e o índice enzimático (IE) mostraram que 38 dos 41 isolados termorresistentes produziram pelo menos uma enzima. Para a atividade da amilase, o maior valor de IE foi observado em Bacillus licheniformis (isolado 21C2, IE = 4,11), seguido por Brevibacillus borstelensis (isolado 6C2, IE = 3,66), Bacillus cereus (isolado 18C2, IE = 3,52) e Bacillus paralicheniformis (isolado 20C2, IE = 3,34). Para a fitase, os maiores valores de IE foram observados para B. cereus (isolado 18C2, IE = 2,30) e B. licheniformis (isolado 3C1, IE = 2,15). Em relação à produção de celulose, B. altitudinis (isolado 6C1) foi o mais eficiente (IE = 6,40), seguido por três Bacillus subtilis (isolados 9C1, 16C2 e 19C2) com valores de IE de 5,66, 5,84 e 5,88, respectivamente, e um B. pumilus (isolado 27C2, IE = 5,78). Pode-se inferir que os microrganismos selecionados são potencialmente úteis como aditivos biológicos em fertilizantes organo-minerais e outros processos biotecnológicos.

Thermo-resistant enzyme-producing microorganisms isolated from composting / Microrganismos produtores de enzimas termo-resistentes isolados de compostagem

Organo-mineral fertilizers supplemented with biological additives are an alternative to chemical fertilizers. In this study, thermoresistant microorganisms from composting mass were isolated by two-step procedures. First, samples taken at different time points and temperatures (33 days at 52 ºC, 60 days at 63 ºC, and over 365 days at 26 ºC) were pre-incubated at 80 oC for 30 minutes. Second, the microbial selection by in vitro culture-based methods and heat shock at 60 oC and 100 oC for 2h and 4h. Forty-one isolates were able to grow at 60 °C for 4h; twenty-seven at 100 °C for 2h, and two at 100 °C for 4h. The molecular identification by partial sequencing of the 16S ribosomal gene using universal primers revealed that thirty-five isolates were from eight Bacillus species, one Brevibacillus borstelensis, three Streptomyces thermogriseus, and two fungi (Thermomyces lanuginosus and T. dupontii). Data from amylase, phytase, and cellulase activity assays and the enzymatic index (EI) showed that 38 of 41 thermo-resistant isolates produce at least one enzyme. For amylase activity, the highest EI value was observed in Bacillus licheniformis (isolate 21C2, EI= 4.11), followed by Brevibacillus borstelensis (isolate 6C2, EI= 3.66), Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 3.52), and Bacillus paralicheniformis (isolate 20C2, EI= 3.34). For phytase, the highest EI values were observed for Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 2.30) and Bacillus licheniformis (isolate 3C1, EI= 2.15). Concerning cellulose production, B. altitudinis (isolate 6C1) was the most efficient (EI= 6.40), followed by three Bacillus subtilis (isolates 9C1, 16C2, and 19C2) with EI values of 5.66, 5.84, and 5.88, respectively, and one B. pumilus (isolate 27C2, EI= 5.78). The selected microorganisms are potentially useful as a biological additive in organo-mineral fertilizers and other biotechnological processes.(AU)

Os fertilizantes organo-minerais suplementados com aditivos biológicos são uma alternativa aos adubos químicos. Neste estudo, microrganismos termoresistentes foram isolados de compostagem por procedimentos de duas etapas. Inicialmente, as amostras tomadas em diferentes períodos e temperaturas (33 dias a 52 ºC, 60 dias a 63 ºC e mais de 365 dias a 26 ºC) foram pré-incubadas a 80 oC por 30 minutos. Posteriormente, a seleção microbiana foi conduzida por métodos baseados em cultura in vitro e choque térmico a 60 oC e 100 oC por 2h e 4h. Quarenta e um isolados foram capazes de crescer a 60 °C por 4h; vinte e sete a 100 °C por 2h e dois a 100 °C por 4h. A identificação molecular por sequenciamento parcial do gene ribossomal 16S usando primers universais revelou que trinta e cinco isolados eram de oito espécies de Bacillus, um Brevibacillus borstelensis, três Streptomyces thermogriseus e dois fungos (Thermomyces lanuginosus e T. dupontii). Os dados dos ensaios de atividade de amilase, fitase e celulase e o índice enzimático (IE) mostraram que 38 dos 41 isolados termorresistentes produziram pelo menos uma enzima. Para a atividade da amilase, o maior valor de IE foi observado em Bacillus licheniformis (isolado 21C2, IE = 4,11), seguido por Brevibacillus borstelensis (isolado 6C2, IE = 3,66), Bacillus cereus (isolado 18C2, IE = 3,52) e Bacillus paralicheniformis (isolado 20C2, IE = 3,34). Para a fitase, os maiores valores de IE foram observados para B. cereus (isolado 18C2, IE = 2,30) e B. licheniformis (isolado 3C1, IE = 2,15). Em relação à produção de celulose, B. altitudinis (isolado 6C1) foi o mais eficiente (IE = 6,40), seguido por três Bacillus subtilis (isolados 9C1, 16C2 e 19C2) com valores de IE de 5,66, 5,84 e 5,88, respectivamente, e um B. pumilus (isolado 27C2, IE = 5,78). Pode-se inferir que os microrganismos selecionados são potencialmente úteis como aditivos biológicos em fertilizantes organo-minerais e outros processos biotecnológicos.(AU)

Fungal decomposition of chicken-feather waste in submerged and solid-state fermentation

Abstract Poultry industry is expanding rapidly and producing million tons of feather waste annually. Massive production of keratinaceous byproducts in the form of industrial wastes throughout the world necessitates its justified utilization. Chemical treatment of keratin waste is proclaimed as an eco-destructive approach by various researchers since it generates secondary pollutants. Keratinase released by a variety of microbes (bacteria and fungi) can be used for the effective treatment of keratin waste. Microbial degradation of keratin waste is an emerging and eco-friendly approach and offers dual benefits, i.e., treatment of recalcitrant pollutant (keratin) and procurement of a commercially important enzyme (keratinase). This study involves the isolation, characterization, and potential utility of fungal species for the degradation of chicken-feather waste through submerged and solid-state fermentation. The isolated fungus was identified and characterized as Aspergillus (A.) flavus. In a trial of 30 days, it was appeared that 74 and 8% feather weight was reduced through sub-merged and solid-state fermentation, respectively by A. flavus. The pH of the growth media in submerged fermentation was changed from 4.8 to 8.35. The exploited application of keratinolytic microbes is, therefore, recommended for the treatment of keratinaceous wastes to achieve dual benefits of remediation.

Resumo A indústria avícola está se expandindo rapidamente e produzindo milhões de toneladas de resíduos de penas anualmente. A produção massiva de subprodutos queratinosos na forma de resíduos agrícolas e industriais em todo o mundo exige sua utilização justificada. O tratamento químico de resíduos de queratina é proclamado como uma abordagem ecodestrutiva por vários pesquisadores, uma vez que gera poluentes secundários. A queratinase liberada por uma variedade de micróbios (bactérias e fungos) pode ser usada para o tratamento eficaz de resíduos de queratina. A degradação microbiana de resíduos de queratina é uma abordagem emergente e ecológica e oferece benefícios duplos, ou seja, tratamento de poluente recalcitrante (queratina) e obtenção de uma enzima comercialmente importante (queratinase). Este estudo envolve o isolamento, caracterização e utilidade potencial de espécies de fungos para a degradação de resíduos de penas de frango por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O fungo isolado foi identificado e caracterizado como Aspergillus (A.) flavus. Em um ensaio de 30 dias, constatou-se que 74% e 8% do peso das penas foram reduzidos por A. flavus, respectivamente, por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O pH do meio de crescimento em fermentação submersa foi alterado de 4,8 para 8,35. A aplicação explorada de micróbios queratinolíticos é, portanto, recomendada para o tratamento de resíduos ceratinosos para obter benefícios duplos de remediação.

Significant production of vanillin and in vitro amplification of ech gene in local bacterial isolates

Abstract Vanillin is the major component which is responsible for flavor and aroma of vanilla extract and is produced by 3 ways: natural extraction from vanilla plant, chemical synthesis and from microbial transformation. Current research was aimed to study bacterial production of vanillin from native natural sources including sewage and soil from industrial areas. The main objective was vanillin bio-production by isolating bacteria from these native sources. Also to adapt methodologies to improve vanillin production by optimized fermentation media and growth conditions. 47 soil and 13 sewage samples were collected from different industrial regions of Lahore, Gujranwala, Faisalabad and Kasur. 67.7% bacterial isolates produced vanillin and 32.3% were non-producers. From these 279 producers, 4 bacterial isolates selected as significant producers were; A3, A4, A7 and A10. These isolates were identified by ribotyping as A3 Pseudomonas fluorescence (KF408302), A4 Enterococcus faecium (KT356807), A7 Alcaligenes faecalis (MW422815) and A10 Bacillus subtilis (KT962919). Vanillin producers were further tested for improved production of vanillin and were grown in different fermentation media under optimized growth conditions for enhanced production of vanillin. The fermentation media (FM) were; clove oil based, rice bran waste (residues oil) based, wheat bran based and modified isoeugenol based. In FM5, FM21, FM22, FM23, FM24, FM30, FM31, FM32, FM34, FM35, FM36, and FM37, the selected 4 bacterial strains produced significant amounts of vanillin. A10 B. subtilis produced maximum amount of vanillin. This strain produced 17.3 g/L vanillin in FM36. Cost of this fermentation medium 36 was 131.5 rupees/L. This fermentation medium was modified isoeugenol based medium with 1% of isoeugenol and 2.5 g/L soybean meal. ech gene was amplified in A3 P. fluorescence using ech specific primers. As vanillin use as flavor has increased tremendously, the bioproduction of vanillin must be focused.

Resumo A vanilina é o principal componente responsável pelo sabor e aroma do extrato de baunilha e é produzida de três formas: extração natural da planta da baunilha, síntese química e transformação microbiana. A pesquisa atual teve como objetivo estudar a produção bacteriana de vanilina a partir de fontes naturais nativas, incluindo esgoto e solo de áreas industriais. O objetivo principal era a bioprodução de vanilina por meio do isolamento de bactérias dessas fontes nativas. Também para adaptar metodologias para melhorar a produção de vanilina por meio de fermentação otimizada e condições de crescimento. Foram coletadas 47 amostras de solo e 13 de esgoto de diferentes regiões industriais de Lahore, Gujranwala, Faisalabad e Kasur; 67,7% dos isolados bacterianos produziram vanilina e 32,3% eram não produtores. Desses 279 produtores, 4 isolados bacterianos selecionados como produtores significativos foram: A3, A4, A7 e A10. Esses isolados foram identificados por ribotipagem como fluorescência A3 Pseudomonas (KF408302), A4 Enterococcus faecium (KT356807), A7 Alcaligenes faecalis (MW422815) e A10 Bacillus subtilis (KT962919). Os produtores de vanilina foram posteriormente testados para produção aprimorada de vanilina e foram cultivados em diferentes meios de fermentação sob condições de crescimento otimizadas para produção aprimorada de vanilina. Os meios de fermentação (FM) foram: à base de óleo de cravo, à base de resíduos de farelo de arroz (resíduos de óleo), à base de farelo de trigo e à base de isoeugenol modificado. Em FM5, FM21, FM22, FM23, FM24, FM30, FM31, FM32, FM34, FM35, FM36 e FM37, as 4 cepas bacterianas selecionadas produziram quantidades significativas de vanilina. A10 B. subtilis produziu quantidade máxima de vanilina. Essa cepa produziu 17,3 g / L de vanilina em FM36. O custo desse meio de fermentação 36 foi de 131,5 rúpias / L. Esse meio de fermentação foi um meio à base de isoeugenol modificado com 1% de isoeugenol e 2,5 g / L de farelo de soja. O gene ech foi amplificado em A3 P. fluorescence usando primers específicos para ech. Como o uso da vanilina como sabor aumentou tremendamente, a bioprodução da vanilina deve ser focada.

Urochloabrizantha and corn or sorghum silage integrated production: agronomic evaluation, fermentation losses, and aerobic stability of silage / Produção integrada de silagem de Urochloabrizantha e silagem de milho ou sorgo: avaliação agronômica, perdas de fermentação e estabilidade aeróbia da silagem

The present study evaluated germination, production, and morphological composition of Urochloabrizantha intercropped with corn and sorghum; and silage fermentation losses and aerobic stability of intercrop silage using microbial inoculant. Twenty experimental parcels (5.0 × 3.6 m) were used in a blocked randomized design to evaluate four treatments obtained from a 2 × 2 factorial arrangements: I) crop material (corn vs. sorghum) and II) Brachiaria (U. brizantha) establishment (present vs. absent). Corn- and sorghum-brachiaria integrated systems showed similar brachiaria germination, forage yield, and morphological composition. There was no crop and brachiaria interaction effect on the variables related to corn and sorghum plants and the total productivity. Brachiaria decreased the stem diameter and increased the population of maize and sorghum plants. However, it did not affect systems productivity. Microbial inoculation did not affect corn silage effluent losses and reduced sorghum silage effluent losses. In corn silage, brachiaria did not affect gas losses, while in sorghum silage, brachiaria increased the gas losses. Total losses were higher in sorghum silage than in corn silage, which resulted in a lower DM recovery. The treatments did not affect the pH of the silage after aerobic exposure. However, brachiaria increased silage temperature evaluated at 32 and 40 hours after aerobic exposure. Thus, corn or sorghum consortium has similar brachiaria morphological composition and productivity. Moreover, in intercropped silage, brachiaria increases effluent losses and reduces silage aerobic stability.

O presente estudo tem por objetivo avaliar a germinação, produção e composição morfológica de Urochloabrizantha consorciada com milho e sorgo, perdas de fermentação da silagem e estabilidade aeróbia da silagem consorciada com inoculante microbiano. Vinte parcelas experimentais (5.0 × 3.6 m) foram usadas em um delineamento em blocos casualizados para avaliar quatro tratamentos em arranjo fatorial 2 x 2: I) Cultura (milho vs. sorgo) e II) Estabelecimento da Brachiaria (U. brizantha) (presente vs. ausente). Os sistemas integrados milho e sorgo-brachiaria apresentaram germinação, produção de forragem e composição morfológica semelhante. Não houve efeito da interação cultura e braquiária sobre as variáveis relacionadas às plantas de milho e sorgo e a produtividade total. A brachiaria diminuiu o diâmetro do caule e aumentou a população de plantas de milho e sorgo. No entanto, não afetou a produtividade dos sistemas. A inoculação microbiana não afetou as perdas de efluente da silagem de milho e reduziu as perdas de efluente da silagem de sorgo. Na silagem de milho, a brachiaria não afetou as perdas de gás, enquanto na silagem de sorgo, a brachiaria aumentou as perdas de gás. As perdas totais foram maiores na silagem de sorgo do que na silagem de milho, o que resultou em menor recuperação da MS. Os tratamentos não afetaram o pH da silagem pós exposição aeróbia. Contudo, a brachiaria aumentou a temperatura da silagem 32 e 40 horas após exposição aeróbia. Portanto, os consórcios milho e sorgo-brachiaria apresentam composição morfológica e produtividade semelhantes. Além disso, na silagem consorciada, a brachiaria aumenta as perdas por efluentes e reduz a estabilidade aeróbia.

Thermo-resistant enzyme-producing microorganisms isolated from composting

Abstract Organo-mineral fertilizers supplemented with biological additives are an alternative to chemical fertilizers. In this study, thermoresistant microorganisms from composting mass were isolated by two-step procedures. First, samples taken at different time points and temperatures (33 days at 52 ºC, 60 days at 63 ºC, and over 365 days at 26 ºC) were pre-incubated at 80 oC for 30 minutes. Second, the microbial selection by in vitro culture-based methods and heat shock at 60 oC and 100 oC for 2h and 4h. Forty-one isolates were able to grow at 60 °C for 4h; twenty-seven at 100 °C for 2h, and two at 100 °C for 4h. The molecular identification by partial sequencing of the 16S ribosomal gene using universal primers revealed that thirty-five isolates were from eight Bacillus species, one Brevibacillus borstelensis, three Streptomyces thermogriseus, and two fungi (Thermomyces lanuginosus and T. dupontii). Data from amylase, phytase, and cellulase activity assays and the enzymatic index (EI) showed that 38 of 41 thermo-resistant isolates produce at least one enzyme. For amylase activity, the highest EI value was observed in Bacillus licheniformis (isolate 21C2, EI= 4.11), followed by Brevibacillus borstelensis (isolate 6C2, EI= 3.66), Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 3.52), and Bacillus paralicheniformis (isolate 20C2, EI= 3.34). For phytase, the highest EI values were observed for Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 2.30) and Bacillus licheniformis (isolate 3C1, EI= 2.15). Concerning cellulose production, B. altitudinis (isolate 6C1) was the most efficient (EI= 6.40), followed by three Bacillus subtilis (isolates 9C1, 16C2, and 19C2) with EI values of 5.66, 5.84, and 5.88, respectively, and one B. pumilus (isolate 27C2, EI= 5.78). The selected microorganisms are potentially useful as a biological additive in organo-mineral fertilizers and other biotechnological processes.

Resumo Os fertilizantes organo-minerais suplementados com aditivos biológicos são uma alternativa aos adubos químicos. Neste estudo, microrganismos termoresistentes foram isolados de compostagem por procedimentos de duas etapas. Inicialmente, as amostras tomadas em diferentes períodos e temperaturas (33 dias a 52 ºC, 60 dias a 63 ºC e mais de 365 dias a 26 ºC) foram pré-incubadas a 80 oC por 30 minutos. Posteriormente, a seleção microbiana foi conduzida por métodos baseados em cultura in vitro e choque térmico a 60 oC e 100 oC por 2h e 4h. Quarenta e um isolados foram capazes de crescer a 60 °C por 4h; vinte e sete a 100 °C por 2h e dois a 100 °C por 4h. A identificação molecular por sequenciamento parcial do gene ribossomal 16S usando primers universais revelou que trinta e cinco isolados eram de oito espécies de Bacillus, um Brevibacillus borstelensis, três Streptomyces thermogriseus e dois fungos (Thermomyces lanuginosus e T. dupontii). Os dados dos ensaios de atividade de amilase, fitase e celulase e o índice enzimático (IE) mostraram que 38 dos 41 isolados termorresistentes produziram pelo menos uma enzima. Para a atividade da amilase, o maior valor de IE foi observado em Bacillus licheniformis (isolado 21C2, IE = 4,11), seguido por Brevibacillus borstelensis (isolado 6C2, IE = 3,66), Bacillus cereus (isolado 18C2, IE = 3,52) e Bacillus paralicheniformis (isolado 20C2, IE = 3,34). Para a fitase, os maiores valores de IE foram observados para B. cereus (isolado 18C2, IE = 2,30) e B. licheniformis (isolado 3C1, IE = 2,15). Em relação à produção de celulose, B. altitudinis (isolado 6C1) foi o mais eficiente (IE = 6,40), seguido por três Bacillus subtilis (isolados 9C1, 16C2 e 19C2) com valores de IE de 5,66, 5,84 e 5,88, respectivamente, e um B. pumilus (isolado 27C2, IE = 5,78). Pode-se inferir que os microrganismos selecionados são potencialmente úteis como aditivos biológicos em fertilizantes organo-minerais e outros processos biotecnológicos.

Fungal decomposition of chicken-feather waste in submerged and solid-state fermentation / Decomposição fúngica de resíduos de pena de frango em fermentação submersa e de estado sólido

Abstract Poultry industry is expanding rapidly and producing million tons of feather waste annually. Massive production of keratinaceous byproducts in the form of industrial wastes throughout the world necessitates its justified utilization. Chemical treatment of keratin waste is proclaimed as an eco-destructive approach by various researchers since it generates secondary pollutants. Keratinase released by a variety of microbes (bacteria and fungi) can be used for the effective treatment of keratin waste. Microbial degradation of keratin waste is an emerging and eco-friendly approach and offers dual benefits, i.e., treatment of recalcitrant pollutant (keratin) and procurement of a commercially important enzyme (keratinase). This study involves the isolation, characterization, and potential utility of fungal species for the degradation of chicken-feather waste through submerged and solid-state fermentation. The isolated fungus was identified and characterized as Aspergillus (A.) flavus. In a trial of 30 days, it was appeared that 74 and 8% feather weight was reduced through sub-merged and solid-state fermentation, respectively by A. flavus. The pH of the growth media in submerged fermentation was changed from 4.8 to 8.35. The exploited application of keratinolytic microbes is, therefore, recommended for the treatment of keratinaceous wastes to achieve dual benefits of remediation.

Resumo A indústria avícola está se expandindo rapidamente e produzindo milhões de toneladas de resíduos de penas anualmente. A produção massiva de subprodutos queratinosos na forma de resíduos agrícolas e industriais em todo o mundo exige sua utilização justificada. O tratamento químico de resíduos de queratina é proclamado como uma abordagem ecodestrutiva por vários pesquisadores, uma vez que gera poluentes secundários. A queratinase liberada por uma variedade de micróbios (bactérias e fungos) pode ser usada para o tratamento eficaz de resíduos de queratina. A degradação microbiana de resíduos de queratina é uma abordagem emergente e ecológica e oferece benefícios duplos, ou seja, tratamento de poluente recalcitrante (queratina) e obtenção de uma enzima comercialmente importante (queratinase). Este estudo envolve o isolamento, caracterização e utilidade potencial de espécies de fungos para a degradação de resíduos de penas de frango por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O fungo isolado foi identificado e caracterizado como Aspergillus (A.) flavus. Em um ensaio de 30 dias, constatou-se que 74% e 8% do peso das penas foram reduzidos por A. flavus, respectivamente, por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O pH do meio de crescimento em fermentação submersa foi alterado de 4,8 para 8,35. A aplicação explorada de micróbios queratinolíticos é, portanto, recomendada para o tratamento de resíduos ceratinosos para obter benefícios duplos de remediação.

Detection of microorganisms with antibacterial activities from different industrial wastes and GC-MS analysis of crude microbial extract / Detecção de microrganismos com atividades antibacterianas de diferentes resíduos industriais e análise por GC-MS do extrato microbiano bruto

Abstract Many soil microorganisms' i.e., bacteria and fungi produce secondary metabolites called antibiotics. These are used for the treatment of some of the bacterial, fungal and protozoal diseases of humans. There is a need for isolation of a broad spectrum of antibiotics from microorganisms due to the emergence of antibiotic resistance. In the present study two antibiotic producing bacteria Klebsiella pneumoniae and Bacillus cereus were isolated from pharmaceutical and poultry feed industry of Hattar, Haripur Pakistan. Total 10 waste samples were collected from different industries (Marble, Ghee, Soap, Mineral, Steel, Poultry Feed, Pharmaceutical, Qarshi, Cosmetic and Glass). Thirty-three bacterial strains were isolated from industrial wastes of these ten different industries. Fourteen out of thirty-three bacterial strains exhibited antimicrobial activities against at least one of the test microbes considered in this study including Escherchia coli, Staphylococcus aureus and Salmonella typhi. The bacteria were isolated by standard serial dilution spread plate technique. Morphological characterization of the isolates was done by Gram staining. Nine bacterial isolates out of fourteen were initially identified as B. cereus and five as K. pneumoniae through biochemical characterization. The antibacterial activities were tested by well diffusion method. Maximum number of antibiotic producing bacteria were isolated from pharmaceutical and poultry feed industry based on the results of primary screening, the most potential isolates S9, S19, S20, S22 and S23 were selected for secondary screening. The maximum activity against E. coli and S. aureus was recorded by bacterial isolate S19 i.e zones of inhibition of 6.5mm and 9mm while S20 showed 7.5mm and 6mm zones respectively. Molecular identification was carried out on the basis of 16S rRNA sequence analysis. Finally, the isolates were identified as B. cereus accession number LC538271and K. pneumoniae accession number MT078679. Analysis of bacterial extract S20 through GC-MS indicated the presence of 8 compounds of diverse nature and structure. Present study suggests that wastes of pharmaceutical and poultry feed industry may have antibiotic producing bacteria. These bacteria could be utilized for the production of antibiotics. B. cereus and K. pneumoniae isolated from wastes of poultry feed and pharmaceutical industries have the potential to produce antibiotics and could be used to control the microbial growth.

Resumo Muitos microrganismos do solo, ou seja, bactérias e fungos produzem metabólitos secundários chamados antibióticos. Eles são usados ​​para tratamento de algumas doenças bacterianas, fúngicas e protozoárias em humanos. Há necessidade de isolamento de um amplo espectro de antibióticos de microrganismos devido ao surgimento de resistência aos antibióticos. No presente estudo, duas bactérias produtoras de antibióticos, Klebsiella pneumoniae e Bacillus cereus, foram isoladas da indústria farmacêutica e de ração avícola de Hattar, Haripur, Paquistão. Um total de 10 amostras de resíduos foi coletado de diferentes indústrias (mármore, ghee, sabão, mineral, aço, ração para aves, farmacêutica, Qarshi, cosmética e vidro). Trinta e três cepas bacterianas foram isoladas de resíduos industriais dessas dez diferentes indústrias. Quatorze das 33 cepas bacterianas exibiram atividades antimicrobianas contra pelo menos um dos micróbios de teste considerados neste estudo, incluindo Escherchia coli, Staphylococcus aureus e Salmonella typhi. As bactérias foram isoladas pela técnica de placa de diluição em série padrão. A caracterização morfológica dos isolados foi feita por coloração de gram. Nove isolados bacterianos de 14 foram inicialmente identificados como B. cereus e cinco como K. pneumoniae por meio de caracterização bioquímica. As atividades antibacterianas foram testadas pelo método de difusão em poço. O número máximo de bactérias produtoras de antibióticos foi isolado da indústria farmacêutica e de ração avícola com base nos resultados da triagem primária, os isolados mais potenciais S9, S19, S20, S22 e S23 foram selecionados para a triagem secundária. A atividade máxima contra E. coli e S. aureus foi registrada pelo isolado bacteriano S19, ou seja, zonas de inibição de 6,5 mm e 9 mm, enquanto S20 mostrou zonas de 7,5 mm e 6 mm, respectivamente. A identificação molecular foi realizada com base na análise da sequência 16S rRNA. Finalmente, os isolados foram identificados como B. cereus número de acesso LC538271 e K. pneumoniae número de acesso MT078679. A análise do extrato bacteriano S20 por meio de GC-MS indicou a presença de oito compostos de natureza e estrutura diversas. O presente estudo sugere que resíduos da indústria farmacêutica e de ração para aves podem conter bactérias produtoras de antibióticos. Essas bactérias podem ser utilizadas para a produção de antibióticos B. cereus e K. pneumoniae isolados de resíduos de rações de aves e indústrias farmacêuticas têm potencial para produzir antibióticos e podem ser usados ​​para controlar o crescimento microbiano.

Significant production of vanillin and in vitro amplification of ech gene in local bacterial isolates / Produção significativa de vanilina e amplificação in vitro do gene ech em isolados bacterianos locais

Abstract Vanillin is the major component which is responsible for flavor and aroma of vanilla extract and is produced by 3 ways: natural extraction from vanilla plant, chemical synthesis and from microbial transformation. Current research was aimed to study bacterial production of vanillin from native natural sources including sewage and soil from industrial areas. The main objective was vanillin bio-production by isolating bacteria from these native sources. Also to adapt methodologies to improve vanillin production by optimized fermentation media and growth conditions. 47 soil and 13 sewage samples were collected from different industrial regions of Lahore, Gujranwala, Faisalabad and Kasur. 67.7% bacterial isolates produced vanillin and 32.3% were non-producers. From these 279 producers, 4 bacterial isolates selected as significant producers were; A3, A4, A7 and A10. These isolates were identified by ribotyping as A3 Pseudomonas fluorescence (KF408302), A4 Enterococcus faecium (KT356807), A7 Alcaligenes faecalis (MW422815) and A10 Bacillus subtilis (KT962919). Vanillin producers were further tested for improved production of vanillin and were grown in different fermentation media under optimized growth conditions for enhanced production of vanillin. The fermentation media (FM) were; clove oil based, rice bran waste (residues oil) based, wheat bran based and modified isoeugenol based. In FM5, FM21, FM22, FM23, FM24, FM30, FM31, FM32, FM34, FM35, FM36, and FM37, the selected 4 bacterial strains produced significant amounts of vanillin. A10 B. subtilis produced maximum amount of vanillin. This strain produced 17.3 g/L vanillin in FM36. Cost of this fermentation medium 36 was 131.5 rupees/L. This fermentation medium was modified isoeugenol based medium with 1% of isoeugenol and 2.5 g/L soybean meal. ech gene was amplified in A3 P. fluorescence using ech specific primers. As vanillin use as flavor has increased tremendously, the bioproduction of vanillin must be focused.

Resumo A vanilina é o principal componente responsável pelo sabor e aroma do extrato de baunilha e é produzida de três formas: extração natural da planta da baunilha, síntese química e transformação microbiana. A pesquisa atual teve como objetivo estudar a produção bacteriana de vanilina a partir de fontes naturais nativas, incluindo esgoto e solo de áreas industriais. O objetivo principal era a bioprodução de vanilina por meio do isolamento de bactérias dessas fontes nativas. Também para adaptar metodologias para melhorar a produção de vanilina por meio de fermentação otimizada e condições de crescimento. Foram coletadas 47 amostras de solo e 13 de esgoto de diferentes regiões industriais de Lahore, Gujranwala, Faisalabad e Kasur; 67,7% dos isolados bacterianos produziram vanilina e 32,3% eram não produtores. Desses 279 produtores, 4 isolados bacterianos selecionados como produtores significativos foram: A3, A4, A7 e A10. Esses isolados foram identificados por ribotipagem como fluorescência A3 Pseudomonas (KF408302), A4 Enterococcus faecium (KT356807), A7 Alcaligenes faecalis (MW422815) e A10 Bacillus subtilis (KT962919). Os produtores de vanilina foram posteriormente testados para produção aprimorada de vanilina e foram cultivados em diferentes meios de fermentação sob condições de crescimento otimizadas para produção aprimorada de vanilina. Os meios de fermentação (FM) foram: à base de óleo de cravo, à base de resíduos de farelo de arroz (resíduos de óleo), à base de farelo de trigo e à base de isoeugenol modificado. Em FM5, FM21, FM22, FM23, FM24, FM30, FM31, FM32, FM34, FM35, FM36 e FM37, as 4 cepas bacterianas selecionadas produziram quantidades significativas de vanilina. A10 B. subtilis produziu quantidade máxima de vanilina. Essa cepa produziu 17,3 g / L de vanilina em FM36. O custo desse meio de fermentação 36 foi de 131,5 rúpias / L. Esse meio de fermentação foi um meio à base de isoeugenol modificado com 1% de isoeugenol e 2,5 g / L de farelo de soja. O gene ech foi amplificado em A3 P. fluorescence usando primers específicos para ech. Como o uso da vanilina como sabor aumentou tremendamente, a bioprodução da vanilina deve ser focada.

Beyond survival: unraveling the adaptive mechanisms of cucurbit weeds to salt and heavy metal stress through biochemical and physiological analyses / Além da sobrevivência: desvendando os mecanismos adaptativos de ervas daninhas cucurbitáceas ao sal e estresse de metais pesados por meio de análises bioquímicas e fisiológicas

Salt stress and heavy metal are instigating hazard to crops, menace to agricultural practices. Single and combined stresses affecting adversely to the growth and metabolism of plants. To explore salt and heavy metal resistant plant lines as phytoremediants is a need of time. Physiological responses are main adaptive responses of the plants towards stresses. This response varies with species and ecotype as well as type and level of stress. Two cucurbit weeds from two ecotypes were selected to evaluate their physiological adaptations against independent and combined stresses of various levels of salt (NaCl) and heavy metal (NiCl2). Various physiological parameters like water potential, osmotic potential, pressure potential, CO2 assimilation rate, stomatal conductance, chlorophyll a and b, carotenoids, and production of adaptive chemicals like SOD, CAT, proteins, sugars and proline were studied. Citrullus colocynthis showed more adaptive response than Cucumis melo agrestis and desert ecotype was more successful than agricultural ecotype against stresses.

O estresse salino e os metais pesados são um perigo instigante para as plantações e uma ameaça para as práticas agrícolas. Estresses simples e combinados afetam adversamente o crescimento e o metabolismo das plantas. Explorar linhagens de plantas resistentes a sais e metais pesados como fitorremediantes é uma necessidade de tempo. As respostas fisiológicas são as principais respostas adaptativas das plantas aos estresses. Essas respostas variam de acordo com a espécie e o ecótipo, bem como com o tipo e o nível de estresse. Duas plantas daninhas cucurbitáceas de dois ecótipos foram selecionadas para avaliar suas adaptações fisiológicas frente a estresses independentes e combinados de vários níveis de sal (NaCl) e metal pesado (NiCl2). Vários parâmetros fisiológicos, como potencial hídrico, potencial osmótico, potencial de pressão, taxa de assimilação de CO2, condutância estomática, clorofila a e b, carotenoides e produção de produtos químicos adaptativos, por exemplo, SOD, CAT, proteínas, açúcares e prolina, foram estudados. Citrullus colocynthis apresentou resposta mais adaptativa do que Cucumis melo agrestis e o ecótipo deserto foi mais bem-sucedido do que o ecótipo agrícola contra estresses.

Fungal decomposition of chicken-feather waste in submerged and solid-state fermentation / Decomposição fúngica de resíduos de pena de frango em fermentação submersa e de estado sólido

Poultry industry is expanding rapidly and producing million tons of feather waste annually. Massive production of keratinaceous byproducts in the form of industrial wastes throughout the world necessitates its justified utilization. Chemical treatment of keratin waste is proclaimed as an eco-destructive approach by various researchers since it generates secondary pollutants. Keratinase released by a variety of microbes (bacteria and fungi) can be used for the effective treatment of keratin waste. Microbial degradation of keratin waste is an emerging and eco-friendly approach and offers dual benefits, i.e., treatment of recalcitrant pollutant (keratin) and procurement of a commercially important enzyme (keratinase). This study involves the isolation, characterization, and potential utility of fungal species for the degradation of chicken-feather waste through submerged and solid-state fermentation. The isolated fungus was identified and characterized as Aspergillus (A.) flavus. In a trial of 30 days, it was appeared that 74 and 8% feather weight was reduced through sub-merged and solid-state fermentation, respectively by A. flavus. The pH of the growth media in submerged fermentation was changed from 4.8 to 8.35. The exploited application of keratinolytic microbes is, therefore, recommended for the treatment of keratinaceous wastes to achieve dual benefits of remediation.

A indústria avícola está se expandindo rapidamente e produzindo milhões de toneladas de resíduos de penas anualmente. A produção massiva de subprodutos queratinosos na forma de resíduos agrícolas e industriais em todo o mundo exige sua utilização justificada. O tratamento químico de resíduos de queratina é proclamado como uma abordagem ecodestrutiva por vários pesquisadores, uma vez que gera poluentes secundários. A queratinase liberada por uma variedade de micróbios (bactérias e fungos) pode ser usada para o tratamento eficaz de resíduos de queratina. A degradação microbiana de resíduos de queratina é uma abordagem emergente e ecológica e oferece benefícios duplos, ou seja, tratamento de poluente recalcitrante (queratina) e obtenção de uma enzima comercialmente importante (queratinase). Este estudo envolve o isolamento, caracterização e utilidade potencial de espécies de fungos para a degradação de resíduos de penas de frango por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O fungo isolado foi identificado e caracterizado como Aspergillus (A.) flavus. Em um ensaio de 30 dias, constatou-se que 74% e 8% do peso das penas foram reduzidos por A. flavus, respectivamente, por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O pH do meio de crescimento em fermentação submersa foi alterado de 4,8 para 8,35. A aplicação explorada de micróbios queratinolíticos é, portanto, recomendada para o tratamento de resíduos ceratinosos para obter benefícios duplos de remediação.

Bacterial communities in artisanal raw bovine milk cheeses from the southern region of Brazil / Comunidades bacterianas em queijos artesanais de leite bovino cru da região sul do Brasil

The production of artisanal cheeses made with raw bovine milk has grown in the southern region of Brazil. It is important to obtain information about the risks of this practice, especially concerning food safety. In this study, next-generation sequencing was used to identify and characterize the bacterial communities of artisanal raw milk cheeses. We analyzed one pool of five raw milk samples (control group M1) from different dairy farms and nine pools (M2-M10) of 45 artisanal raw milk cheeses.The characterization of the bacterial communities included 199 species distributed across 59 different genera dispersed among the samples. Among the genera observed, 11 were classified as beneficial to the aroma, flavour, colour, and texture of the cheese. Thirty-one genera were classified as harmful to these characteristics. Another 17 were classified as potential pathogens for animals and humans, including Aeromonas, Bacillus, Cronobacter, Salmonella, Staphylococcus, and bacteria of the coliform group, including E. coli and Klebsiella. There was a significant difference (P < 0.05) in the number of bacterial communities identified between the control group (M1) and the two pools of artisanal raw milk cheeses (M2 and M8). This study demonstrated that next-generation sequencing provides in-depth information on the composition of the microbiota in artisanal raw milk cheeses, characterizing bacterial communities, identifying the wide microbial diversity, and identifying microbial benefits and risks.

Devido ao aumento da produção de queijos artesanais com leite bovino cru na região sul do Brasil, é importante obter informações sobre os riscos desta prática, principalmente no que se refere à segurança do alimento. Neste estudo foi utilizada a técnica de Next Generation Sequencing (NGS) para identificar e caracterizar comunidades bacterianas de queijos artesanais de leite cru. Foram analisados um pool de cinco amostras de leite cru como grupo controle (M1) de diferentes propriedades leiteiras localizadas na região norte do estado do Rio Grande do Sul, e nove pools (M2-M10) de 45 queijos artesanais de leite cru. A caracterização das comunidades bacterianas incluiu 199 espécies distribuídas em 59 gêneros diferentes dispersos entre as amostras. Dentre os gêneros observados, 11 foram classificados como benéficos ao aroma, sabor, cor e textura do queijo, enquanto 31 gêneros foram classificados como prejudiciais a essas características. Outros 17 foram classificados como potenciais patogênicos para animais e humanos, incluindo Aeromonas, Bacillus, Cronobacter, Salmonella, Staphylococcus, bactérias do grupo coliforme como Escherichia coli e Klebsiella. Houve diferença significativa (P < 0,05) entre o número de comunidades bacterianas identificadas no grupo controle (M1) e dois pools de queijos artesanais de leite cru (M2 e M8). Este estudo demonstra que o NGS fornece informações detalhadas sobre a composição da microbiota em queijos artesanais de leite cru, caracterizando comunidades bacterianas, identificando a ampla diversidade microbiana, os benefícios e riscos microbianos.

Fungal decomposition of chicken-feather waste in submerged and solid-state fermentation / Decomposição fúngica de resíduos de pena de frango em fermentação submersa e de estado sólido

Poultry industry is expanding rapidly and producing million tons of feather waste annually. Massive production of keratinaceous byproducts in the form of industrial wastes throughout the world necessitates its justified utilization. Chemical treatment of keratin waste is proclaimed as an eco-destructive approach by various researchers since it generates secondary pollutants. Keratinase released by a variety of microbes (bacteria and fungi) can be used for the effective treatment of keratin waste. Microbial degradation of keratin waste is an emerging and eco-friendly approach and offers dual benefits, i.e., treatment of recalcitrant pollutant (keratin) and procurement of a commercially important enzyme (keratinase). This study involves the isolation, characterization, and potential utility of fungal species for the degradation of chicken-feather waste through submerged and solid-state fermentation. The isolated fungus was identified and characterized as Aspergillus (A.) flavus. In a trial of 30 days, it was appeared that 74 and 8% feather weight was reduced through sub-merged and solid-state fermentation, respectively by A. flavus. The pH of the growth media in submerged fermentation was changed from 4.8 to 8.35. The exploited application of keratinolytic microbes is, therefore, recommended for the treatment of keratinaceous wastes to achieve dual benefits of remediation.(AU)

A indústria avícola está se expandindo rapidamente e produzindo milhões de toneladas de resíduos de penas anualmente. A produção massiva de subprodutos queratinosos na forma de resíduos agrícolas e industriais em todo o mundo exige sua utilização justificada. O tratamento químico de resíduos de queratina é proclamado como uma abordagem ecodestrutiva por vários pesquisadores, uma vez que gera poluentes secundários. A queratinase liberada por uma variedade de micróbios (bactérias e fungos) pode ser usada para o tratamento eficaz de resíduos de queratina. A degradação microbiana de resíduos de queratina é uma abordagem emergente e ecológica e oferece benefícios duplos, ou seja, tratamento de poluente recalcitrante (queratina) e obtenção de uma enzima comercialmente importante (queratinase). Este estudo envolve o isolamento, caracterização e utilidade potencial de espécies de fungos para a degradação de resíduos de penas de frango por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O fungo isolado foi identificado e caracterizado como Aspergillus (A.) flavus. Em um ensaio de 30 dias, constatou-se que 74% e 8% do peso das penas foram reduzidos por A. flavus, respectivamente, por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O pH do meio de crescimento em fermentação submersa foi alterado de 4,8 para 8,35. A aplicação explorada de micróbios queratinolíticos é, portanto, recomendada para o tratamento de resíduos ceratinosos para obter benefícios duplos de remediação.(AU)

Isolation of Escherichia coli and Staphylococcus aureusin raw milk from refrigeration tanks: identification and antimicrobial resistance profiles / Isolamento de Escherichia coli e Staphylococcus aureus em leite cru de tanques de refrigeração: identificação e perfis de resistência antimicrobiana

Escherichia coli and Staphylococcus aureus in milk cooling tank reflects a hygienic deficit in animal management, production environment, and milk obtainment. With implications for public health as agents of infection and food poisoning, and the presence of antimicrobial-resistant strains. Therefore, were investigated in cooling tanks with high counts of somatic cells and total bacteria in milk. Microorganisms, in which a profile of resistance to antimicrobials was investigated, and whether there was a similarity in this profile between the strains of the eight dairy properties.Therefore, eighty-eight samples were obtained, and inoculated on Compact Dry® plates. Of this total, 27.27% (24/88) samples tested positive for E. coli and 56.81% (50/88) for S. aureus. Among 24 E. coli strains subjected to disk-diffusion antibiograms, 70.83% were resistant to rifampicin, 50% to ampicillin and 41.67% to cefoxitin and erythromycin, while of the 51 S. aureus strains, 94.32% expressed resistance to azetroanam, 86.27% to ampicillin and nalidixic acid, 76.47% to rifampicin and 47.06 % to erythromycin and cefoxitin. A criterion of resistance to over three antibiotics was observed for 8.33% (2/24) of the isolated E. coli strains and 17.65% (9/51) of the S. aureus strains, characterizing them as multidrug resistant (MDR) strains. Resistance phenotypes displayed high similarity between properties F5 and F6 for S. aureus, and properties F6 and F8 for E. coli when applying the Jaccard index. The presence of these antibiotic-resistant pathogenic microorganisms indicate flaws in milk production handling and sanitary conditions, representing risk to milk consumers.(AU)

Escherichia coli e Staphylococcus aureus no tanque de resfriamento de leite refletem um déficit higiênico no manejo animal, ambiente de produção e obtenção de leite. Com implicações para a saúde pública como agentes de infecção e intoxica-ção alimentar e presença de cepas resistentes a antimicrobianos. Portanto, foram investigados em tanques de resfriamento com altas contagens de células somáticas e bactérias totais no leite. Microrganismos, nos quais foi investigado o perfil de resistência aos antimicrobianos e se havia semelhança nesse perfil entre as cepas das oito propriedades leiteira. Para tanto, oitenta e oito amostras foram coletadas inoculadas em placas de Compact Dry®, destas 27,27% (24/88) amostras revelaram contaminação com E. coli, e 56,81% (50/88) com S. aureus. Entre 24 cepas de E. coli submetidas a antibiograma por disco-difusão 70,83% foram resistentes a rifampicina, 50% ampicilina, 41,67% cefoxitina e eritromicina, enquanto das 51 cepas de S. aureus 94,32% expressaram resistência a azetroanam, 86,27% a ampicilina e nalidíxico ácido, 76,47 % a rifampicina, e 47,06% a cefoxitina e eritromicina. O critério de resistência a mais de três antibióticos caracterizou 8,33% (2/24) das cepas de E. coli, e 17,65% (9/51) de S. aureus como multidroga resistente (MDR). O fenótipo resistência mostrou elevada similaridade entre as proprie-dades (F5 e F6) para S. aureus, e das propriedades (F6 e F8) para E. coli aplicando-se o índice de Jaccard. Estes microrganis-mos patogênicos resistentes a antibióticos, indicam falhas no manuseio e obtenção higiênica do leite, e que estes representam risco aos consumidores do leite.(AU)

Antimicrobial resistance of Shiga toxin­producing Escherichia coliisolated from sheep / Escherichia coli produtora de toxina Shiga resistentes a antimicrobianos isoladas de ovinos

The presence of Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) and resistance to beta-lactams in healthy sheep represents a potential public health risk. This study aimed to characterize STEC isolates in sheep feces for toxin production and resistance to beta-lactam antibiotics. In the present study, among the 40 isolates, we found a predominance of subtype Stx1 (22/40), followed by subtype Stx1 + Stx2 (11/40), while the less prevalent group was Stx2 (7/40). Also, we found phenotypical resistance to beta-lactam antibiotics in 50% (20/40) of the strains analyzed, forming two groups, one with resistant isolates and the other with non-resistant isolates. The cytotoxicity of the isolates did not vary among the groups. In addition to having this characteristic, some multiresistant isolates produced significant amounts of toxins. This leads to the conclusion that the mechanisms of antimicrobial resistance via beta-lactamases are present in sheep STEC and that the cytotoxicity of those isolates is variable regarding such resistance.(AU)

A presença de Escherichia coli produtora de toxina Shiga (STEC) e resistente a beta-lactâmicos em ovinos saudáveis, representa um risco potencial para a saúde pública. O objetivo deste estudo foi caracterizar isolados STEC presentes em fezes de ovinos, quanto a produção de toxina, bem como a resistência aos antibióticos beta-lactâmicos. No presente estudo, dentre os quarenta isolados, foi observada a predominância do subtipo Stx1 (22/40), seguido do subtipo Stx1+ Stx2 (11/40), enquanto o grupo menos prevalente foi Stx2 (7/40). A resistência fenotípica aos antibióticos beta-lactâmicos foi observada em 50% (20/40) das cepas analisadas, formando dois grupos, um com isolados resistentes e outro de isolados não resistentes. A citotoxicidade dos isolados não variou entre os grupos. Alguns isolados multirresistentes, além de possuírem essa característica, produziram quantidades significativas de toxinas. Isto conclui, que os mecanismos de resistencia antimicrobiana, por meio de beta-lactamases estão presentes em STEC de ovinos, e que a citotoxicidade desses isolados é variável com relação a esta resistência.(AU)

Classification of dairy properties according to the geometric mean of the somatic cell count and its antimicrobial resistance profile / Classificação de propriedades leiteiras de acordo com a média geométrica da contagem de células somáticas e seu perfil de resistência aos antimicrobianos

Milk and its derivatives are highly consumed foods worldwide, with recognized nutritional importance. The search for the production of products with superior quality is constant. For the present work, 26 milk-producing properties were selected, with a total of 506 milk samples collected during the period from October 2019 to May 2020 being evaluated. The objective of this study was to evaluate the quality of milk produced in dairy properties in the region west Paraná, classified as good or bad based on the results of the Somatic Cell Count (SCC) and through sampling (n = 10) to evaluate the resistance profile of enterobacteria and Staphylococcus spp. isolated from milk samples, in addition to the presence of the mecA gene in strains of Staphylococcus spp. resistant to oxacillin. There were significant differences between the good and bad properties for the levels of lactose, SCC (cell/mL), and Standard Plate Count (SPC) (CFU/mL). The strains of Staphylococcus spp. showed differences in the percentage of resistance in relation to the good and bad properties for antibiotics: tetracycline, ciprofloxacin, oxacillin, amikacin, clindamycin, gentamycin, and erythromycin. The mecA gene was not detected in any of the coagulase-negative Staphylococcus isolates that showed resistance to oxacillin. For enterobacteria, the isolated species differed in relation to the classification of properties, with predominance for Escherichia coli (40%) for properties classified as bad and Hafnia alvei (40%) for those classified as good. The percentage of antibiotic resistance compared to enterobacteria isolates was higher in properties classified as good. Monitoring through microbial culture and antibiogram is extremely important, favoring the correct choice for the treatment of animals with a reduced selection of resistant strains.(AU)

O leite e seus derivados são alimentos altamente consumidos em todo mundo, com importância nutricional reconhecida. A busca pela produção de produtos com qualidade superior é constante. Para o presente trabalho foram selecionadas 26 propriedades produtoras de leite, sendo avaliado um total de 506 amostras de leite colhidas durante o período de outubro de 2019 a maio de 2020. O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade do leite produzido em propriedades leiteiras da região oeste do Paraná, classificadas como boas ou ruins com base nos resultados da Contagem de Células Somáticas (CCS) e por meio de amostragem (n=10) avaliar o perfil de resistência das enterobactérias e Staphylococcus spp. isolados das amostras de leite, além da presença do gene mecA em cepas de Staphylococcus spp. resistentes à oxacilina. Houve diferenças significativas entre as propriedades boas e ruins para os teores de lactose, CCS (cél./mL) e Contagem Padrão em Placas (CPP) (UFC/mL). As cepas de Staphylococcus spp. apresentaram diferenças no percentual de resistência em relação às propriedades boas e ruins para os antibióticos: tetraciclina, ciprofloxacina, oxacilina, amicacina, clindamicina, gentamicina e eritromicina. Não foi detectada a presença do gene mecA em nenhum dos isolados de Staphylococcus coagulase negativa que apresentaram perfil de resistência à oxacilina. Para as enterobactérias as espécies isoladas diferiram em relação à classificação das propriedades, com predomínio para Escherichia coli (40%) para as propriedades classificadas como ruins e Hafnia alvei (40%) para as classificadas como boas. O percentual de resistência aos antibióticos frente aos isolados de enterobactérias foi maior nas propriedades classificadas como boas. É extremamente importante o monitoramento por meio de cultura microbiana e antibiograma, favorecendo a correta escolha para o tratamento dos animais com redução da seleção de cepas resistentes.(AU)

Antimicrobial resistance profile of Staphylococcus spp. isolates in cattle herds from Western Amazon / Perfil de resistência antimicrobiana de Staphylococcus spp. isolados em rebanhos leiteiros da Amazônia Ocidental

Staphylococcus is one of the most frequent etiological agents of bovine mastitis, causing economic losses to milk farming. This study aimed to describe the milk production and management practices in 15 herds located in three microregions of the State of Rondônia and to identify the antimicrobial resistance profile of 97 isolates of the genus Staphylococcus from these herds. The isolates were subjected to antimicrobial susceptibility tests using the agar diffusion method. Twenty-nine S. aureus isolates were selected to determine their minimum inhibitory concentration (MIC). In the farms studied, the breeding system was semi-intensive, with the Girolando breed being predominant. Milking was performed predominantly using a mechanical milking system (86.7%), twice a day (66.7%), in the presence of the calf (53.8%). The average number of lactating cows in the farms was 24, with an average milk production of 204.9 L d-1 and a milk productivity of 10.2 L animal-1 d-1. The use of antimicrobials for the treatment and prevention of bovine mastitis was reported for all properties, and therapy for dry cows was adopted in 80% of the herds. The percent susceptibility to antimicrobials ranged from 85.5% to 100% for S. aureus, 22.2% to 88.9% for coagulase-positive staphylococci (CPS), and 69.2% to 100% for coagulase-negative staphylococci (CNS), with the highest resistance frequencies for penicillin, ampicillin, and tetracycline. Among the S. aureus isolates, 100% susceptibility to oxacillin, cefalexin, and gentamicin was observed, and among the CNS isolates, 100% susceptibility to gentamicin was observed. None of the antimicrobials tested showed 100% in vitro effectiveness for CPS. CPS and CNS presented lower percentages of susceptibility to penicillin, ampicillin, and tetracycline than the S. aureus isolates. Twelve resistance patterns were detected, six of which were multiresistance patterns. The most prevalent resistance patterns were penicillin and ampicillin (PEN-AMP) and penicillin, ampicillin, and tetracycline (PEN-AMP-TET). Results of the MIC assay revealed that all 29 S. aureus isolates were susceptible to cephalothin, cefoxitin, tetracycline, and erythromycin, whereas 25 (86.2%) were susceptible to penicillin.(AU)

O gênero Staphylococcus destaca-se como um dos agentes etiológicos mais frequentes da mastite bovina, causando prejuízos econômicos à pecuária de leite. Este estudo teve o objetivo de descrever a produção de leite e práticas de manejo de 15 rebanhos localizados em três microrregiões do Estado de Rondônia, e identificar o perfil de resistência aos antimicrobianos de 97 isolados do gênero Staphylococcus provenientes destes rebanhos. Os isolados foram submetidos a testes de suscetibilidade a antimicrobianos, utilizandose a técnica de difusão em ágar. Foram selecionados 29 isolados de Staphylococcus aureus (S. aureus) para determinação da concentração inibitória mínima (CIM). Nas propriedades estudadas, o sistema de criação era semi-intensivo, com predomínio da raça Girolando. A ordenha era realizada predominantemente em sistema de ordenha mecânica (86,7%), duas vezes ao dia (66,7%) e com a presença do bezerro (53,8%). A média do número de vacas em lactação das propriedades era de 24 animais, com média de produção de leite de 204,9 L d-1 e produtividade de leite de 10,2 L animal-1 d-1. O uso de antimicrobianos para o tratamento e prevenção da mastite bovina foi relatado em todas as propriedades, sendo adotada a terapia da vaca seca em 80% dos rebanhos. A percentagem de susceptibilidade aos antimicrobianos variou de 85,5 a 100% para S. aureus, 22,2 a 88,9% para Staphylococcus coagulase positivos (SCP) e 69,2 a 100% para Staphylococcus coagulase negativos (SCN), sendo as maiores frequências de resistência para penicilina, ampicilina e tetraciclina. Entre os isolados de S. aureus foi observada 100% de susceptibilidade aos antimicrobianos oxacilina, cefalexina e gentamicina, e entre os isolados de SCN, 100% de susceptibilidade à gentamicina. Nenhum dos antimicrobianos testados apresentou 100% de efetividade in vitro para SCP. SCP e SCN apresentaram menores percentagens de susceptibilidade à penicilina, ampicilina e tetraciclina do que os isolados de S. aureus. Foram observados 12 padrões de resistência, sendo seis padrões de multirresistência. Os padrões de resistência mais prevalentes foram resistência à penicilina e ampicilina (PEN-AMP) e à penicilina, ampicilina e tetraciclina (PEN-AMP-TET). A determinação da CIM dos 29 isolados de S. aureus mostraram que todos foram susceptíveis à cefalotina, cefoxitina, tetraciclina e eritromicina, e 25 (86,2%) foram susceptíveis à penicilina.(AU)