Campus de São José do Rio Preto Aline Teodoro de Paula Leuconostoc mesenteroides SJRP55 isolada de mussarela de búfala: perfil probiótico e bacteriocinogênico São José do Rio Preto 2013 Aline Teodoro de Paula Leuconostoc mesenteroides SJRP55 isolada de mussarela de búfala: perfil probiótico e bacteriocinogênico Tese apresentada como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Microbiologia, junto ao Programa de Pós-Graduação em Microbiologia, Área de Concentração - Microbiologia Industrial, Ambiental e de Alimentos, do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Campus de São José do Rio Preto. Orientador: Profª. Drª. Ana Lúcia Barretto Penna São José do Rio Preto 2013 2 Aline Teodoro de Paula Leuconostoc mesenteroides SJRP55 isolada de mussarela de búfala: perfil probiótico e bacteriocinogênico Tese apresentada como parte dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Microbiologia, junto ao Programa de Pós-Graduação em Microbiologia, Área de Concentração - Microbiologia Industrial, Ambiental e de Alimentos, do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Campus de São José do Rio Preto. Comissão Examinadora Profª. Drª. Ana Lúcia Barretto Penna UNESP – São José do Rio Preto Orientador Prof. Dr. Svetoslav Dimitrov Todorov USP – São Paulo Profª. Drª. Vanessa Bíscola USP – São Paulo Prof. Dr. Rafael Chacon Ruiz Martinez USP – São Paulo Profª. Drª. Mara Corrêa Lelles Nogueira FAMERP – São José do Rio Preto São José do Rio Preto 16 de dezembro de 2013 3 Paula, Aline Teodoro de. Leuconostoc mesenteroides SJRP55 isolada de mussarela de búfala : perfil probiótico e bacteriocinogênico / Aline Teodoro de Paula. -- São José do Rio Preto, 2013 140 f. : il., tabs. Orientador: Ana Lúcia Barretto Penna Tese (doutorado) – Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas 1. Microbiologia industrial. 2. Leite fermentado - Microbiologia. 3. Probióticos. 4. Bacteriocinas. 5. Leuconostoc. I. Penna, Ana Lúcia Barretto. II. Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho". Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas. III. Título. CDU – 637.146:576.8 Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca do IBILCE UNESP - Campus de São José do Rio Preto 4 Um sonho que se sonha só é só um sonho que só. Um sonho que se sonha junto é realidade! Raul Seixas 5 AGRADECIMENTOS A Deus, por me auxiliar durante toda execução desse trabalho e pelo equilíbrio mantido durante os momentos difíceis que obtive durante esse trajeto. À minha família, meus pais, Almir e Ligia e ao meu irmão, Anderson, pelo amor incondicional. Por acreditarem no meu sonho, na minha capacidade e determinação para atingir esse objetivo, ajudando sempre com boas palavras e vibrações positivas. Ao meu noivo, Fernando, por estar sempre ao meu lado acreditando e incentivando na concretização desse sonho, pela paciência, amor, amizade e companheirismo. As amigas do Laboratório de Leite e Derivados pelo carinho, companheirismo e amizade. Foram anos de conversas saudáveis, risos e muito aprendizado. Muitas já concluíram essa etapa e já traçam novos caminhos, mas nunca me esquecerei do quanto foram primordiais no meu crescimento pessoal, profissional e em grupo. Um grande abraço para vocês: Íris, Grazi, Raquel, Luanilda, Tatiana, Viviane, Ceci e Sabrininha. Às minhas companheiras de trabalho de mestrado, Janaína e de doutorado Bia, pelos ensinamentos profissionais, pela tolerância, pela paciência e pelo carinho que sempre tiveram por mim, além de sempre acreditarem no nosso trabalho. À professora e orientadora Ana Lúcia, nossa mãe científica e exemplo de mulher guerreira. Obrigada por confiar no meu trabalho, por acreditar na minha capacidade profissional, por me auxiliar e incentivar sempre quando foi preciso, e pela boa vivência profissional que tivemos durante esses cinco anos de trabalho. Ao professor Svestoslav (Slavi), por todo auxilio e conhecimento profissional para execução desse trabalho. À professora Bernadette, por me receber em seu laboratório para o desenvolvimento de parte desse trabalho. Às minhas amigas-irmãs do meu lar Rio Pretense: Tamara, Rubia e Talita, pela paciência, carinho, companheirismo e amizade durante todo o tempo que vivemos juntas. Aos meus novos amigos “franco-brasileiros” Vanessa e Fabrício, pelos ensinamentos laboratoriais, pelo companheirismo, amizade e apoio durante todo o momento que vivi na França. Ao grupo de pesquisa Francês: Professores Xavier, Jean-Marc e Thomas e ao técnico Yvan pela oportunidade de me aceitarem como aluna e pelos ensinamentos e auxílios prestados na execução de parte desse trabalho. Aos técnicos Ginaldo e Luiz, pelos auxílios prestados. À FAPESP pelo suporte financeiro para execução desse projeto. À CAPES pelo fornecimento das bolsas de doutorado e doutorado sanduíche. Ao Programa de Pós-graduação em Microbiologia da UNESP/IBILCE, principalmente as professoras Paula e Eleni, pelos ensinamentos científicos e profissionais transpassados, além de ser um exemplo de profissional a serem seguidas. 6 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................. 10 LISTA DE TABELAS................................................................................................................. 13 RESUMO .................................................................................................................................... 14 ABSTRACT ................................................................................................................................ 15 INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA ......................................................................................... 16 OBJETIVOS ............................................................................................................................... 18 Capítulo I ............................................................................................................................... 20 The two faces of Leuconostoc mesenteroides in food systems ............................................ 20 ABSTRACT ................................................................................................................................... 22 1. INTRODUCTION ........................................................................................................................ 23 2. PROBIOTIC AND BACTERIOCINOGENIC POTENTIAL .................................................................. 24 3. STUDIES WITH LC. MESENTEROIDES AS A POTENTIAL PROBIOTIC STRAIN ............................... 27 3.1 Resistance to gastric acidity and bile salts ........................................................................ 27 3.2 Bile salt hydrolase activity ................................................................................................ 28 3.3 Adherence to mucus and/or human epithelial cells and cell lines .................................... 28 3.4 Metabolic activity ............................................................................................................. 31 3.5 In vivo studies ................................................................................................................... 32 3.6 Therapeutic benefits studies of Lc. mesenteroides ............................................................ 34 3.7 Antimicrobial activity against potentially pathogenic bacteria ......................................... 35 3.8 Behavior of Lc. mesenteroides in food as a probiotic microorganism .............................. 36 4. STUDIES ABOUT BACTERIOCINOGENIC LC. MESENTEROIDES ................................................... 37 4.1 Bacteriocins produced by Lc. mesenteroides .................................................................... 37 4.2 Bacteriocins produced by Lc. mesenteroides in food ....................................................... 39 5. THE OTHER SIDE OF LC. MESENTEROIDES ................................................................................. 40 5.1 Pathogenic strains ............................................................................................................. 40 5.2 Antibiotic resistance and virulence genes ......................................................................... 41 5.3 Hemolytic potential ........................................................................................................... 44 5.4 Spoilage strains ................................................................................................................. 45 6. CONCLUSION ........................................................................................................................... 47 ACKNOWLEDGMENTS .................................................................................................................. 47 REFERENCES ................................................................................................................................ 48 Capítulo II ............................................................................................................................. 57 Leuconostoc mesenteroides SJRP55: a potential probiotic strain isolated from Brazilian water buffalo mozzarela cheese ........................................................................................... 57 Abstract ..................................................................................................................................