Aplicação de leveduras de panificação na antibiose de Fusarium graminearum e detoxificação de zearalenona

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dataload.collectionmapped02 - Mestrado - Biotecnologiapt_BR
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dc.contributor.advisorOno, Elisabete Yurie Sataque [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorOliveira, Andressa Jacqueline dept_BR
dc.contributor.bancaCoelho, Alexandre Rodrigopt_BR
dc.contributor.bancaGarcia, Sandrapt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T15:15:35Z
dc.date.available2024-05-01T15:15:35Z
dc.date.created2016.00pt_BR
dc.date.defesa20.04.2016pt_BR
dc.description.abstractResumo: A zearalenona (ZEA) é um metabólito secundário tóxico (micotoxina), produzido principalmente por Fusarium graminearum, comumente detectado em trigo e milho Os efeitos toxicológicos de ZEA estão relacionados com suas propriedades estrogênicas, especialmente em suínos ZEA é termoestável, não sendo eliminada durante o processamento industrial e persiste em rações Os métodos de controle de contaminação por micotoxinas são aplicados na pré-colheita, atuando na inibição do desenvolvimento fúngico, ou pós-colheita através da utilização de métodos de detoxificação O objetivo deste estudo foi avaliar a aplicação de leveduras de panificação (Saccharomyces cerevisiae) no antagonismo de Fusarium graminearum e na remoção in vitro de ZEA Para este propósito, as leveduras foram isoladas de cinco marcas comerciais de fermento biológico (ScA, ScB, ScC, ScD e ScE) Foram realizados testes de antibiose em meio sólido, onde discos de oito milímetros de crescimento fúngico foram depositados no centro de placas de Petri contendo ágar Sabouraud acrescido de um mililitro de diferentes concentrações celulares de leveduras (15, 16, 17 células/mL) As placas foram incubadas durante sete dias a 25 °C Decorrido o tempo de incubação, o diâmetro do crescimento dos fungos foi medido, e a percentagem de inibição do crescimento fúngico foi calculada As alterações morfológicas em hifas de F graminearum na presença de S cerevisiae (ScE) foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura Paralelamente, foi avaliada a capacidade de detoxificação de zearalenona por células de S cerevisiae viáveis e inviáveis (tratamento térmico a 121 °C por 15 min) As células de leveduras foram padronizadas e resuspensas em tampão fosfato salina (pH 7,4), a uma concentração final de ZEA de 5 ng/mL O ensaio foi incubado a 37 °C, 25 rpm por 6 min As cepas de levedura apresentaram uma taxa de inibição do crescimento de F graminearum FRS 26 de 48 a 71 %, e para F graminearum FSP 27 de 47 a 64 % A maior taxa de inibição do crescimento de F graminearum FRS 26 ocorreu na concentração celular de 17 células/mL Para a levedura ScA a taxa de inibição foi proporcional a concentração celular Por outro lado, as taxas de inibição do crescimento fúngico das leveduras ScC, ScD e ScE não diferiram estatisticamente entre as concentrações de 15 e 16 células/mL A maior taxa de inibição do crescimento de F graminearum FSP 27 também ocorreu na concentração de 17 células/mL, mas não houve diferença estatística entre as diferentes concentrações celulares de ScA, ScC e ScE As micrografias eletrônicas revelaram algumas alterações morfológicas em hifas de F graminearum FSP 27, como hifas mais finas e um material extracelular envolvendo as hifas, assemelhando-se a um biofilme Entretanto, não foram observadas alterações estruturais em hifas de F graminearum FRS 26, indicando que o provável mecanismo antagônico envolvido na antibiose de F graminearum é a competição por nutrientes A remoção de ZEA in vitro por células viáveis de leveduras variou de 67 (ScE) a 76 % (ScD) não havendo diferença estatística entre as diferentes leveduras avaliadas pelo teste de Tukey (p > 5) As células inviáveis de leveduras apresentaram uma remoção de zearalenona de 78 (ScE) a 86 % (ScD) Comparando a remoção de ZEA (%) pela mesma cepa de S cerevisiae, as células inviáveis das cepas ScC e ScD apresentaram maior capacidade de remoção do que as células viáveis (p < ,5) Outras cepas não apresentaram diferença significativa (p > ,5) na média de remoção de ZEA (%) entre as células viáveis e células inativadas pelo calor O presente estudo mostrou que leveduras de panificação podem inibir o crescimento de Fusarium graminearum, sendo a competição por nutrientes o provável mecanismo envolvido no efeito antagonista Todas as cepas de Saccharomyces cerevisiae testadas apresentaram potencial para a remoção in vitro de ZEA Saccharomyces cerevisiae é Generally Recognized as Safe (GRAS), portanto, não há risco de sua aplicação na alimentação humana e animal Podem ser aplicadas na inibição do crescimento fúngico ou serem incluídas como um novo produto em rações, reduzindo as perdas económicas e minimizando o risco de ZEA entrar na alimentação humana por carry-overpt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: Zearalenone (ZEA) is a toxic secondary metabolite (mycotoxin), produced mainly by Fusarium graminearum, commonly detected in wheat and corn ZEA toxicological effects are related to their estrogenic properties especially in swine ZEA is thermostable and is not eliminated during industrial processing then remain in the feed Control methods for mycotoxin contamination are applied at the pre-harvest, which involve fungal growth inhibition or use of detoxification methods at post-harvest stage The objective of this study was to evaluate the baker's yeast (Saccharomyces cerevisiae) application in Fusarium graminearum antagonism and in vitro ZEA removal For this purpose, the yeasts were isolated from five commercial brands of biological yeast (ScA, ScB, ScC, ScD and ScE) Antibiosis tests were performed on solid medium, an eight millimeters plug of fungal growth were placed on the center of Petri dishes containing Sabouraud agar added by one milliliter of different yeast cell concentrations (15, 16, 17 cells/ml) The plates were incubated for seven days at 25 °C After the incubation time, the diameter of fungal growth was measured, and the percentage of growth inhibition was calculated Morphological changes in F graminearum hyphae in the presence of S cerevisiae (ScE) were analyzed by scanning electron microscopy In parallel, in vitro ZEA detoxification ability of viable and unviable (heat treatment at 121 °C for 15 min) S cerevisiae strains was evaluated The yeast cells were standardized and resuspended in phosphate buffered saline (pH 74), at a final ZEA concentration of 5 ng/ml The assay was incubated at 37 °C, 25 rpm for 6 min The yeast strains showed inhibition rates for F graminearum FRS 26 growth ranging from 48 to 71 %, and for F graminearum FSP 27 growth from 47 to 64 % The highest inhibition rates for F graminearum FRS 26 growth occurred in 17 cells/ml cell concentration For ScA the inhibition rate was proportional to cell concentration On the other hand, fungal growth Inhibition rates for ScC, ScD and ScE yeast strains did not differ statistically between the concentrations of 15 and 16 cells/ml The highest inhibition rate of F graminearum FSP 27 growth also occurred at a concentration of 17 cells/ml, but there was no statistical difference between the different cell concentrations for ScA, ScC and ScE Scanning electron micrographs showed some morphological changes in F graminearum FSP 27 hyphae, such as thinner hyphae and an extracellular material around the hyphae resembling a biofilm However, no structural changes were observed in F graminearum FRS 26 hyphae, indicating that the probable antagonistic mechanism involved in F graminearum antibiosis is the competition for nutrients In vitro ZEA removal for viable yeast cells ranged from 67 (ScE) to 76 % (ScD) with no statistical difference among the different yeasts evaluated by the Tukey test (p > 5) The unviable yeast cells showed a zearalenone removal ranging from 78 (ScE) to 86 % (ScD) Comparing the ZEA removal (%) by the same S cerevisiae strain, unviable cells of ScC and ScD strains showed higher ability (p < 5) than the viable cells Other strains showed no significant difference (p > 5) in mean ZEA removal (%) between viable and heat inactivated cells This study showed that yeast strains isolated from baker's yeast can inhibit the growth of Fusarium graminearum and competition for nutrients was probably the major mechanism involved in antagonistic effect All the Saccharomyces cerevisiae strains tested showed potential for in vitro ZEA removal Saccharomyces cerevisiae is Generally Recognized as Safe (GRAS), therefore there is no risk for its application in food and feed They can be applied for fungal growth inhibition or can be included in a new product for animal feed, reducing economic losses and minimizing risk of ZEA carry-over to human foodpt_BR
dc.description.notesDissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologiapt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/16844
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameBiotecnologiapt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Exataspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Biotecnologiapt_BR
dc.subjectFusarium graminearumpt_BR
dc.subjectZearalenonapt_BR
dc.subjectDetoxificaçãopt_BR
dc.subjectLevedura de panificaçãopt_BR
dc.subjectMicotoxinapt_BR
dc.subjectFusariopt_BR
dc.subjectZearalenone detoxificationpt_BR
dc.subjectYeast applicationpt_BR
dc.subjectMycotoxinpt_BR
dc.subjectBaker'spt_BR
dc.titleAplicação de leveduras de panificação na antibiose de Fusarium graminearum e detoxificação de zearalenonapt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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