Dissertação
Uso de nanopartículas de ouro e pontos quânticos de carbono no controle de microrganismos contaminantes na indústria cervejeira
Use of gold nanoparticles and carbon nanodots in the control of contaminant microorganisms in the beer industry
Registro en:
PIRES, Isabella Carolina da Rocha. Uso de nanopartículas de ouro e pontos quânticos de carbono no controle de microrganismos contaminantes na indústria cervejeira. 2021. 59 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2021.
Autor
Pires, Isabella Carolina da Rocha
Institución
Resumen
A presença de microrganismos contaminantes na cerveja, propicia a produção de compostos indesejados, o que pode levar à perda total do produto final. Algumas estratégias podem sem empregadas para se tentar evitar o problema, incluindo a pasteurização. No entanto, para alguns estilos de cerveja e, especialmente, para o chope, a técnica é evitada, uma vez que pode reduzir a expressão de aromas e sabores da cerveja, por acelerar algumas reações de oxidação. Esse trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma estratégia alternativa de controle de microrganismos contaminantes da cerveja, utilizando nanomateriais associados a um peptídeo antimicrobiano. Nanopartículas de ouro (NPsAu) e pontos quânticos de carbono (PQC) foram produzidos e caracterizados. Os nanomateriais foram funcionalizados com o peptídeo nisina em diferentes concentrações, e o efeito dos mesmos foi avaliado em ensaios de atividade antimicrobiana contra isolados baterianos obtidos de amostras de cerveja com índices elevados de contaminação bacteriana. O efeito do peptídeo individual também foi avaliado contra algumas linhagens de leveduras cervejeiras comerciais selecionadas. A partir de espectros UV- visível, foi confirmada a formação de nanopartículas de ouro a partir dos três protocolos utilizados e a obtenção de pontos quânticos de carbono. A maioria dos isolados bacterianos avaliados foi susceptível à nisina livre, com concentrações inibitórias ≤ 500 μg mL -1. Os isolados Acetobacter sp. CTUG05, Bacillus sp. CJFP05, Bacillus sp. CTUG06, Lactobacillus sp. CJFC03, Lactobacillus sp. CTUG04 e Sphingomonas sp. CTUG09 não foram completamente inibidos pela nisina livre. Para esses isolados, as nanopartículas de ouro, na ausência (NPs Au-DT) ou na presença do peptídeo (NPsAu- DT/ Nisina), apresentaram maior eficiência de inibição do crescimento. A inibição do crescimento dos isolados bacterianos pelos pontos quânticos de carbono na ausência (PQC) ou na presença do peptídeo (PQC-Nisina) não diferiu. O crescimento das leveduras comerciais selecionadas não foi afetado pela nisina livre nas concentrações avaliadas (≤ 500 g mL-1). Conclui-se que a utilização da nisina livre ou de nanomateriais com atividade antibacteriana são uma alternativa potencialmente aplicável ao controle de bactérias contaminantes de cervejas. Palavras-chave: Dissertação. Tese. Pós-graduação. Nanopartículas de ouro. Pontos quânticos de carbono. Indústria cervejeira. Controle de microrganismos contaminantes. The presence of contaminating microorganisms in beer favors the production of unwanted compounds, which can lead to the total loss of the final product. Some strategies can be employed to try to avoid the problem, including pasteurization. However, for some styles of beer, and especially for draft beer, the technique is avoided, as it can reduce the expression of beer aromas and flavors, by accelerating some oxidation reactions. This work aimed to develop an alternative strategy to control beer contaminating microorganisms, using nanomaterials associated with an antimicrobial peptide. Gold nanoparticles (NPsAu) and carbon quantum dots (PQC) were produced and characterized. The nanomaterials were functionalized with the peptide nisin at different concentrations, and their effect was evaluated in antimicrobial activity assays against bacterial isolates obtained from beer samples with high levels of bacterial contamination. The effect of the individual peptide was also evaluated against selected commercial brewer's yeast strains. From UV-visible spectra, the formation of gold nanoparticles was confirmed from the three protocols used and the obtaining of carbon quantum dots. Most bacterial isolates evaluated were susceptible to free nisin, with inhibitory concentrations ≤ 500 μg mL-1. Acetobacter sp. CTUG05, Bacillus sp. CJFP05, Bacillus sp. CTUG06, Lactobacillus sp. CJFC03, Lactobacillus sp. CTUG04 and Sphingomonas sp. CTUG09 were not completely inhibited by free nisin. For these isolates, the gold nanoparticles, in the absence (NPsAu-DT) or in the presence of the peptide (NPsAu-DT/Nisin), showed higher growth inhibition efficiency. The growth inhibition of bacterial isolates by the carbon quantum dots in the absence (PQC) or in the presence of the peptide (PQC-Nisin) did not differ. The growth of selected commercial yeasts was not affected by free nisin at the concentrations evaluated (≤ 500 g mL-1). It is concluded that the use of free nisin or nanomaterials with antibacterial activity are a potentially applicable alternative to the control of contaminating bacteria in beer. Keywords: Dissertation. Thesis. Gold nanoparticles. Carbon nanodots Brewery industry. Control of contaminating microorganisms. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico