Characterization of pectinase activity for enology from yeasts occurring in Argentine Bonarda grape

Pectinolytic enzymes are greatly important in winemaking due to their ability to degrade pectic polymers from grape, contributing to enhance process efficiency and wine quality. This study aimed to analyze the occurrence of pectinolytic yeasts during spontaneous fermentation of Argentine Bonarda grape, to select yeasts that produce extracellular pectinases and to characterize their pectinolytic activity under wine-like conditions. Isolated yeasts were grouped using PCR-DGGE and identified by partial sequencing of 26S rRNA gene. Isolates comprised 7 genera, with Aureobasidium pullulans as the most predominant pectinolytic species, followed by Rhodotorula dairenensis and Cryptococcus saitoi. No pectinolytic activity was detected among ascomycetous yeasts isolated on grapes and during fermentation, suggesting a low occurrence of pectinolytic yeast species in wine fermentation ecosystem. This is the first study reporting R. dairenensis and Cr. saitoi species with pectinolytic activity. R. dairenensis GM-15 produced pectinases that proved to be highly active at grape pH, at 12 °C, and under ethanol and SO2 concentrations usually found in vinifications (pectinase activity around 1.1 U/mL). This strain also produced cellulase activity at 12 °C and pH 3.5, but did not produce β-glucosidase activity under these conditions. The strain showed encouraging enological properties for its potential use in low-temperature winemaking. (AU)

IDENTIFICAÇÃO POR BIOLOGIA MOLECULAR DAS LEVEDURAS ISOLADAS NO MICROBIOMA INTESTINAL DO CAMARÃO BRANCO DO PACÍFICO, E POTENCIAL DE APLICAÇÃO DELAS COMO PROBIÓTICO E ADSORVENTE DE AFLATOXINA B1 IN VITRO

A pesquisa de compostos naturais, que possam reduzir o dano econômico causado por micotoxinas, podendo atuar como agentes probióticos, é importante para o desenvolvimento tecnológico, econômico e para a sanidade em aquicultura. De um modo geral, as leveduras têm sido utilizadas como organismos modelo na pesquisa genética, molecular e biológica por produzirem substâncias com ação probiótica e adsorvente de micotoxinas. Pelo exposto, nesse trabalho objetivou-se isolar e identificar as leveduras presentes no microbioma intestinal de camarão (Litopenaeus vannamei) cultivados em estuário tropical e testar in vitro a capacidade probiótica e adsorvente de aflatoxina B1 (AFB1) por cepas de Saccharomyces cerevisae isoladas desse microbioma. Para tanto, foram adquiridos 40 L. vannamei com 12 g em uma fazenda carcinicultura piauiense. Foram removidos assepticamente os intestinos individualmente para isolamento as leveduras que forma identificadas por sistema de reação usando um par de primers complementares à sequência ITS (ITS1 e ITS4) par 5.8S rDNA, onde o segmento ITS é amplificado. As cepas isoladas foram enviadas para sequenciamento genético e caracterização das espécies. As cepas isoladas foram Candida spp., Candida tropicalis, Lodderomyces elongisporus, Rhodotorula sp. e Saccharomyces cerevisiae. Para avaliar o potencial probiótico in vitro das três cepas de S. cerevisiae isoladas foram utilizados os testes: da inibição homóloga, da auto-agregação, da co-agregação, da atividade antibacteriana, da viabilidade às condições gastrointestinais e de adsorção de AFB1. Constatou-se que as cepas de S. cerevisiae isoladas possuem potencial probiótico e adsorvente de AFB1 in vitro, apresentam atividade antibacteriana e são viáveis em condições de pH simulados do trato gastrointestinal de L. vannamei.

A pesquisa de compostos naturais, que possam reduzir o dano econômico causado por micotoxinas, podendo atuar como agentes probióticos, é importante para o desenvolvimento tecnológico, econômico e para a sanidade em aquicultura. De um modo geral, as leveduras têm sido utilizadas como organismos modelo na pesquisa genética, molecular e biológica por produzirem substâncias com ação probiótica e adsorvente de micotoxinas. Pelo exposto, nesse trabalho objetivou-se isolar e identificar as leveduras presentes no microbioma intestinal de camarão (Litopenaeus vannamei) cultivados em estuário tropical e testar in vitro a capacidade probiótica e adsorvente de aflatoxina B1 (AFB1) por cepas de Saccharomyces cerevisae isoladas desse microbioma. Para tanto, foram adquiridos 40 L. vannamei com 12 g em uma fazenda carcinicultura piauiense. Foram removidos assepticamente os intestinos individualmente para isolamento as leveduras que forma identificadas por sistema de reação usando um par de primers complementares à sequência ITS (ITS1 e ITS4) par 5.8S rDNA, onde o segmento ITS é amplificado. As cepas isoladas foram enviadas para sequenciamento genético e caracterização das espécies. As cepas isoladas foram Candida spp., Candida tropicalis, Lodderomyces elongisporus, Rhodotorula sp. e Saccharomyces cerevisiae. Para avaliar o potencial probiótico in vitro das três cepas de S. cerevisiae isoladas foram utilizados os testes: da inibição homóloga, da auto-agregação, da co-agregação, da atividade antibacteriana, da viabilidade às condições gastrointestinais e de adsorção de AFB1. Constatou-se que as cepas de S. cerevisiae isoladas possuem potencial probiótico e adsorvente de AFB1 in vitro, apresentam atividade antibacteriana e são viáveis em condições de pH simulados do trato gastrointestinal de L. vannamei.

Statistical optimisation of cell growth and carotenoid production by Rhodotorula mucilaginosa

Sequential statistical methods were used to maximise carotenoid production by a strain of Rhodotorula mucilaginosa, isolated from the Brazilian ecosystem. Initially, a factorial 2(5-1) experimental design was used, and the variables were pH and the levels of glucose, yeast extract, MgSO4.7H2O and KH2PO4. The nitrogen source (yeast extract) was the most important variable in enhancing carotenoid production; MgSO4.7H2O and KH2PO4 had a negative influence. The initial pH had no significant effect on carotenoid and cell productions. We further investigated the effects of glucose and yeast extract effects, using a second-order central composite design (CCD) to optimise carotenoid production, which was adequately approximated with a full quadratic equation obtained from a two-factor-2-level design. The analysis of quadratic surfaces showed that after 5 days of cultivation at 25ºC, the maximum carotenoid concentration (745 µg l-1) was obtained with 15 g l-1 of yeast extract and 20 g l-1 of glucose. The maximum carotenoid production (152 µg g-1) was obtained with 5 g l-1 yeast extract and 10 g l-1 glucose. Carotenoid formation was more sensitive to changes in yeast extract concentration than to changes in glucose concentration. Maximum cell production was achieved with 15-17 g l-1 of yeast extract and 15-20 g l-1 of glucose.

Statistical optimisation of cell growth and carotenoid production by Rhodotorula mucilaginosa

Sequential statistical methods were used to maximise carotenoid production by a strain of Rhodotorula mucilaginosa, isolated from the Brazilian ecosystem. Initially, a factorial 2(5-1) experimental design was used, and the variables were pH and the levels of glucose, yeast extract, MgSO4.7H2O and KH2PO4. The nitrogen source (yeast extract) was the most important variable in enhancing carotenoid production; MgSO4.7H2O and KH2PO4 had a negative influence. The initial pH had no significant effect on carotenoid and cell productions. We further investigated the effects of glucose and yeast extract effects, using a second-order central composite design (CCD) to optimise carotenoid production, which was adequately approximated with a full quadratic equation obtained from a two-factor-2-level design. The analysis of quadratic surfaces showed that after 5 days of cultivation at 25ºC, the maximum carotenoid concentration (745 µg l-1) was obtained with 15 g l-1 of yeast extract and 20 g l-1 of glucose. The maximum carotenoid production (152 µg g-1) was obtained with 5 g l-1 yeast extract and 10 g l-1 glucose. Carotenoid formation was more sensitive to changes in yeast extract concentration than to changes in glucose concentration. Maximum cell production was achieved with 15-17 g l-1 of yeast extract and 15-20 g l-1 of glucose.

Leveduras isoladas do pelame de cães sadios que vivem em regime domiciliar / Yeasts isolated from the haircoat of healthy dogs that live indoor

Potentially pathogenic yeasts from the haircoat of dogs that live indoor and visit regularly an esthetic service were collected by the carpet technique applied on the fur. The microorganisms were isolated on Sabouraud dextrose agar supplied with chloramphenicol and identified by their morphological and biochemistry characteristics. Candida albicans was identificated in 95.2% of the canine population, followed by Rhodotorula mucilaginosa (4.8%). It is known that C. albicans is uncommon on health skin. By the other hand, the high frequency of this agent in this study may represent exposure and risk for opportunistic infections in dogs and other susceptible animals.(AU)

Selection and characterization of carotenoid-producing yeasts from Campinas region, Brazil

The objective of the present study was to select and identify yeasts from Brazil capable of producing carotenoids. Pigmented yeasts were isolated from soil, leaves, fruits, flowers and a processed product. The samples were incubated at 30ºC in Erlenmeyer flasks, containing YM broth. After 48 hours, they were inoculated in Petri dishes with YM agar, and incubated at 30ºC during 120 hours. The yeast colonies, which presented yellow to red coloration, were transferred to culture tubes containing YM agar, and incubated at 30ºC for 72 hours. Out of 242 samples, only five had yellow to red color at high intensity. These highly pigmented yeasts were re-isolated in Petri dishes with YM agar and then transferred to tubes with GPYM agar. Identification through morphological and reproduction characteristics, along with physiological and biochemical tests, classified four strains as R. mucilaginosa and one strain as R. graminis. The main carotenoids extracted from them were identified through HPLC analysis as beta-carotene and torulene. The strains showed potential as promising microorganisms for the commercial production of carotenoids.

Este trabalho teve como objetivo selecionar e identificar leveduras encontradas no Brasil capazes de produzir carotenóides. As leveduras pigmentadas foram isoladas de amostras de solos, folhas, frutos, flores e um alimento processado. As amostras foram colocadas em frascos de erlenmeyer, contendo meio de Extrato de Malte e Levedura (YM), e incubadas a 30ºC. Após 48 horas, as amostras foram inoculadas em placas de petri contendo meio YM ágar e incubadas a 30ºC por 120 horas. As colônias, que apresentaram coloração entre amarelo e vermelho, foram transferidas para os tubos de culturas, contendo meio YM ágar e incubadas a 30ºC por 72 horas. Das 242 amostras, somente cinco delas apresentaram coloração intensa entre amarelo e vermelho. Estas colônias de leveduras foram reisoladas, em placas de petri contendo YM ágar e, posteriormente, transferidas para tubos de ensaios contendo GPYM ágar. A identificação das leveduras, baseada nas características morfológicas, de reprodução, além dos testes fisiológicos e bioquímicos, classificou quatro linhagens como Rhodotorula mucilaginosa e uma como Rhodotorula graminis. Os principais pigmentos extraídos destas linhagens foram identificados através da análise de cromatografia de alta eficiência como beta-caroteno e toruleno. As linhagens de leveduras mostraram potencial como microrganismos promissores para a produção comercial de carotenóides por fermentação.

Uptake of free and complexed silver ions by different strains of Rhodotorula mucilaginosa

Five strains of Rhodotorula mucilaginosa were tested for the ability to accumulate free and complexed silver ions by metabolism-dependent and -independent processes. The ability to take up Ag+ was observed in both live and dead biomass, whereas silver dicyanide [Ag (CN)2-] uptake was strictly glucose dependent. In contrast to Ag (CN)2-, glucose addition inhibited by 16 to 25% the Ag+ uptake rate of living UFMG - Y02, Y27, and Y35 cells, while strains CBS 316 and UFMG-Y01 showed an improved uptake rate of about 115% and 13%, respectively. The Langmuir sorption model was used to evaluate the silver sorption capability of the R. mucilaginosa strains. The calculated q max value suggested that R. mucilaginosa strains UFMG-Y27 had the highest loading capacity. The type strain CBS 316 had the lowest q max but showed the highest affinity for silver ions. The results provided by the Fourier Transform Infra Red analysis (FTIR) suggest that C=O groups represent the main reactive site for silver uptake by the strain UFMG-Y27.

Quatro linhagens de Rhodotorula mucilaginosa e uma linhagem padrão dessa mesma espécie foram investigadas quanto a habilidade de acumular íons de prata livres (Ag+) e complexados [Ag (CN)2-], através de processos dependentes e independentes do metabolismo. A habilidade de acumular Ag+ foi observada em ambas as células, vivas e mortas. Contudo, o acúmulo de Ag (CN)2- foi um processo estritamente dependente de energia. Durante os estudos que avaliaram a dependência de uma fonte energética para o acumulo de íons de prata livres (Ag+) foi observado que a adição de glicose resultou na diminuição do acúmulo de Ag+ por três linhagens (UFMG -- Y02, 27 and 35). Ao passo que as linhagens CBS 316 e UFMG -- Y01 apresentaram aumento do acúmulo desse metal. A analise dos resultados de biossorção através do modelo de Langmuir, sugerem que a linhagem UFMG -- Y27 possui a maior capacidade de acúmulo de prata (carga). Enquanto que a linhagem padrão CBS 316 apresentou a menor capacidade de carga e a maior afinidade por ions de prata. Analises de infra vermelho da biomassa fúngica, com e sem prata, mostraram que os grupamentos C=O foram os principais sítios de ligação desse metal pela linhagem UFMG -- Y27.

Assessment of the in-vitro aflatoxin B1 adsorption and probiotic capacity of yeasts isolated from Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei) / Avaliação in vitro da capacidade de adsorção de aflatoxina B1 e probióticade leveduras isoladas do camarão-branco-do-pacífico (Litopenaeus vannamei)

This study aimed to isolate and identify yeasts present in the intestinal microbiota of Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei) cultivated in a tropical estuary and carry out in-vitro assessments regarding their probiotic and aflatoxin B1 (AFB1) adsorption capacity of isolated Saccharomyces cerevisiae strains. The isolation and identification of intestinal yeasts from 40 L. vannamei individuals were performed by molecular sequencing. Three S. cerevisiaestrains (C2B, C2D and C9) were chosen for probiotic potential assessments through homologous inhibition, self-aggregation, co-aggregation, antibacterial activity, gastrointestinal condition viability, and AFB1 adsorption analyses. The following species were identified: Candida spp., Candidatropicalis, Lodderomyces elongisporus, Rhodotorula spp., and S. cerevisiae. All isolated S. cerevisiae strains presented antibacterial activity, with the C9 strain displaying better performance in the antimicrobial activity, pH viability, and AFB1 adsorption assays. It was, thus, possible to isolate Candida spp., C. tropicalis, Rhodotorula spp. and S. cerevisiae from L. vannamei shrimp, and our study demonstrated for the first time that L. elongisporus may be present in the gut of this shrimp species in captive conditions. Furthermore, the isolated S. cerevisiae strains exhibited in-vitro probiotic and AFB1 adsorption potential.(AU)

Com este estudo, objetivaram-se isolar e identificar leveduras presentes na microbiota intestinal de Litopenaeus vannamei cultivados em estuário tropical e testar in vitro a capacidade probiótica e adsorvente de aflatoxina B1 (AFB1) por cepas de Saccharomyces cerevisiae isoladas. Foram adquiridos 40 camarões da espécie L. vannamei, fizeram-se o isolamento e a identificação de leveduras intestinais por sequenciamento molecular, e foram escolhidas três cepas de S. cerevisiae (C2B, C2D e C9) para avaliar o potencial probiótico. Realizaram-se os seguintes testes: inibição homóloga, autoagregação, coagregação, atividade antibacteriana, viabilidade às condições gastrointestinais e também a análise de adsorção de AFB1. Foram identificadas as seguintes espécies: Candida spp., Candidatropicalis, Lodderomyces elongisporus, Rhodotorula spp. e S. cerevisiae. As cepas de S. cerevisiae isoladas apresentaram atividade antibacteriana, e a cepa C9 obteve melhor desempenho nos testes de atividade antimicrobiana, na viabilidade em pH e na adsorção da AFB1 do que as demais. Concluiu-se que é possível isolar Candida spp., C. tropicalis, Rhodotorulasp. e S. cerevisiae, e o estudo demonstrou pela primeira vez que L. elongisporus pode estar presente no intestino em viveiros. As cepas de S. cerevisiae isoladas do intestinos de L. vannamei possuem potencial probiótico e adsorvente de AFB1 em testes in vitro.(AU)