RESUMO A água de irrigação e o solo de cultivo têm sido apontados como possíveis fontes de contaminação em diversas culturas. Em determinadas hortaliças consumidas cruas, como a alface, essa contaminação pode causar problemas de saúde pública. Objetivando avaliar a influência dessas fontes na qualidade das alfaces cultivadas na Bacia do Córrego Sujo, Teresópolis, RJ; importante polo agrícola com produção voltada à região metropolitana do Rio de Janeiro, coletou-se nesta região águas proveniente de diferentes fontes (nascente, açude e rio); solos e alfaces irrigados com essas águas, para realização de análises microbiológicas convencionais (contagens de bactérias heterotróficas totais e coliformes termotolerantes) e moleculares (PCR-DGGE). A contagem de coliformes fecais na alface sugere que existe influência da água de irrigação e do solo na contaminação desses vegetais. O agrupamento das comunidades bacterianas nas diferentes amostras obtido pela técnica de PCR-DGGE mostra que a água de irrigação tem influência maior na contaminação dessas hortaliças em relação ao solo onde são cultivadas. Esses resultados corroboram a necessidade de monitoramento de corpos d’água utilizados para irrigação e demonstram ser a técnica do PCR-DGGE de grande valia para o estudo das comunidades microbianas e, quando associada a iniciadores específicos podem ajudar na detecção de patógenos em alimentos.

ABSTRACT Irrigation water and cultivated soil have been identified as possible sources of contamination in several crops. In certain vegetables that are eaten raw, such as lettuce, this contamination can lead to public health problems. Aiming to evaluate the influence of these sources on the quality of lettuce grown in the Córrego Sujo Basin, Teresópolis, RJ, an important agricultural pole whose production services the metropolitan region of Rio de Janeiro, water from different sources (spring, weir and river) was collected in this region, as well as samples of soil and lettuce irrigated with these waters, to carry out conventional microbiological analyzes (counts of total heterotrophic bacteria and thermotolerant coliforms) and molecular analyzes (PCR-DGGE). The count of fecal coliforms in lettuce suggests that there is an influence of irrigation water and the cultivated soil on the contamination of these vegetables. The grouping of bacterial communities in the different samples obtained by the PCR-DGGE technique shows that irrigation water has a greater influence on the contamination of these vegetables in relation to the soil where they are grown. These results corroborate the need to monitor water bodies used for irrigation and demonstrate that the PCR-DGGE technique is of great value for the study of microbial communities and, when associated with specific primers, can help in the detection of pathogens in food.

Abstract Biodegradable polymers (e.g. poly(butylene succinate) - PBS) have been used in several sectors such as the environmental area, especially in bioremediation, in biological processes for conversion of pollutants into inorganic compounds. In this study, the foresight methodology for the use of biodegradable polymers, including PBS, reveals a publication rate of approximately 8.74 articles and 30.63 patents per year, between 2005 and 2019. However, the application of PBS, specifically, is still restricted to the environmental area, with only 3.0% of the 1484 works from this period. The results showed a more significant number of papers on the PBS application for synthesis, characterization, and application in the areas of Chemistry, Physics, and Pharmacy. In the area of bioremediation, only three studies related to PBS were found, revealing the lack of research and development to increase the contribution in the area of environmental recovery.

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar as condições higiênico-sanitárias e o perfil da comunidade microbiana dos utensílios e das mesas de um serviço de alimentação localizado no município do Rio de Janeiro. A caracterização do processo de higienização dos utensílios (pratos, bandejas e talheres) e das mesas foi realizada por observação sistemática. Verificou-se que os utensílios eram lavados em máquina de lavar e as mesas, manualmente. Após a higienização, os utensílios apresentavam umidade e resíduos de alimentos. Pelo método dependente de cultivo, foram analisadas 126 amostras higienizadas (utensílios: n=90 e mesas: n=36). Pesquisaram-se bactérias mesófilas, coliformes, Escherichia coli, Staphylococcus aureus e fungos. Das amostras analisadas, 100% dos utensílios e 80% das mesas apresentaram contagens microbianas superiores ao recomendado na literatura, estando em condições higiênico-sanitárias inadequadas. E. coli foi isolada nos utensílios e S. aureus, nas mesas. Pelos métodos independentes de cultivo (PCR-DGGE e sequenciamento da subunidade 16S do rRNA), foram analisadas 36 amostras (utensílios: n=27 e mesas: n=9). Klebsiella sp. e Acinetobacter sp. Foram detectadas em todas as amostras, Citrobacter sp. sobre as mesas e Aeromonas hydrophila, nos talheres. Houve falha no processo de higienização, que foi confirmada pelas análises realizadas, que evidenciaram a presença de microrganismos indicadores e patogênicos, que podem causar a perda da qualidade das refeições, assim como danos à saúde dos comensais. Desta forma, é necessário adequar o processo de higienização, a fim de minimizar o risco de contaminação e o surto de doenças transmitidas por alimentos (DTA).

Abstract The objective of the study was to evaluate the hygienic-sanitary conditions and the microbial community profile of tables and tableware of a food service located in the city of Rio de Janeiro. The characterization of the sanitation process of the tableware (plates, trays and cutlery) and the tables was carried out by systematic observation. The tableware were washed in washing machine and the tables, cleaned by hand. After this process, the tableware presented moisture and food residues. For the culture-dependent method, 126 sanitized samples (tableware: n = 90 and tables: n = 36) were analyzed. Mesophilic bacteria, coliforms, fungi, Escherichia coli and Staphylococcus aureus were investigated. 100% of the sampled tableware and 80% of the sampled tables presented microbial counts higher than recommended in literature. The surfaces were in inadequate hygienic-sanitary conditions. E. coli was isolated in the tableware and S. aureus in the tables. By independent culture methods (PCR-DGGE and 16S rRNA sequencing), 36 samples (tableware: n = 27 and tables: n = 9) were analyzed. Klebsiella sp. and Acinetobacter sp. were detected in all samples, Citrobacter sp. was found on the tables and Aeromonas hydrophila in the cutlery. Results showed that the analyzed surfaces had indicative and pathogenic microorganisms, which can cause loss of quality in meals, as well as damages to the consumers’ health. Therefore, it is necessary to adapt the tableware and tables hygiene process in order to minimize the risk of contamination and food disease outbreaks.

Resumo A preocupação com a qualidade ambiental aumentou na sociedade porque o desenvolvimento industrial e tecnológico liberou altos níveis de contaminantes no meio ambiente, como os hidrocarbonetos. Uma técnica amplamente utilizada para a biorremediação é a bioestimulação, que pode ser reforçada por microencapsulação. O objetivo desta pesquisa foi formular compostos de nitrogênio e fósforo de liberação lenta usando diferentes matrizes de polímeros (Alginato/Capsul®, Carboximetilcelulose) e compará-los com o produto agrícola Osmocote® e meio mineral Bushnell-Haas como agentes de bioestimulação hidrocarbonoclasticos no meio ambiente para biorremediação poluente. N (nitrogênio) e P(fósforo) foram imobilizados usando técnicas de liofilização e gelificação iónica. As experiências foram conduzidas usando material encapsulado e avaliadas para produção de biomassa, consumo de glicose como fonte de carbono orgânico e fornecimento de N e P. O compósito imobilizado composto por carboximetil celulose apresentou os melhores resultados de degradação glicosídica (66,7%) e bioestimulação microbiana (350 mg L-1 de proteína) em comparação com os sistemas contendo nutrientes livres (11,3% e 150 mg L-1 de degradação glicosídica e bioestimulação microbiana respectivamente). Assim, este composto é um potencial produto de liberação lenta para processos de biorremediação.

Abstract Concern for environmental quality has increased in society because industrial and technological development has released high levels of contaminants into the environment, such as hydrocarbons. A technique widely used for bioremediation is biostimulation, which may be enhanced by microencapsulation. This research formulated slow-release nitrogen and phosphorus compounds using different polymer (Alginate/Capsul®, carboxymethyl cellulose) matrices and compared them with the agricultural product Osmocote® and mineral medium Bushnell-Haas as hydrocarbonoclastics biostimulation agents in the environment for pollutant bioremediation. N (nitrogen) and P (phosphorus) were immobilized using lyophilization and ionic gelation techniques. Experiments were conducted using encapsulated material and evaluated for biomass production, glucose consumption as organic carbon source and N and P supply. The immobilized carboxymethyl cellulose compound showed the best results of glycosidic degradation (66.7%) and microbial biostimulation (350 mg L-1 protein) compared to systems containing free nutrients (11.3% and 150 mg L-1 degradation glycosidic and microbial biostimulation, respectively). Thus, this compound is a potential slow release product for bioremediation processes.

Este trabajo tiene como objetivo optimizar el uso de consorcios de microorganismos mesofílicos y termofílicos (moderados y extremos) en el proceso de lixiviación de concentrado de flotación de sulfuro de cobre, conteniendo aproximadamente 30% de bornita (Cu5FeS4) e 70% de calcopirita (CuFeS2), para la extracción de cobre. El objetivo de los experimentos de la biolixiviación fue evaluar el desempeño de esos microorganismos, variando parámetros específicos como: composición de la solución lixiviante, presencia de fuentes de energía (sulfato ferroso) y la inoculación de culturas. Para asegurar las condiciones óptimas para la actuación de los microorganismos fueron controlados valores de pH, temperatura, y velocidad de agitación. Finalmente, por acción microbiana y utilización de fertilizantes agrícolas (fuente de N:P:K), la extracción de cobre alcanzada fue superior a 85%.

This work aims at optimizing the use of consortiaof mesophile and thermophile microorganisms (moderate and extreme ones) in the leaching process of copper sulphidesflotation concentrate, containing approximately 30% bornite (Cu5FeS4) and 70% chalcopyrite (CuFeS2), for extracting copper.The objective of the bioleaching tests was to evaluate the performance of those microorganisms, varying specific parameters such as: the composition of the leaching solution, the presence of an energy source (ferrous sulphate), and the inoculation of cultures . To ensure optimal conditions for the microorganisms to act, the pH, temperature, and stirring speed were controlled. Finally, from the microbial action and using agricultural fertiliser (N:P:K sources), a copper extraction of more than 85% was achieved.

The contamination of ecosystems with heavy metals is an important issue in current world and remediation technologies should be in according to environmental sustainability concept. Bioemulsifier are promising agents to be used in metal removal and could be effective to many applications in environmental industries. The aims of this work was screening the potential production of bioemulsifier by microorganisms isolated from an oil contaminated mangrove, and evaluate cadmium and zinc removal potential of those strains from a hazardous industrial residue. From that, bioemulsifier-producing bacteria were isolated from urban mangrove sediments. Four isolates were identified as Microbacterium sp by 16S rRNA analysis and were able to reduce up to 53.3% of culture medium surface tension (TS) when using glucose as carbon and energy source and 20.2% when sucrose was used. Suspensions containing bioemulsifier produced by Microbacterium sp. strains show to be able to remove cadmium and zinc from contaminated industrial residue, and its ability varied according carbon source. Significant differences in metal removal were observed by all strains depending on the carbon source. When glucose was used, Cd and Zn removal varied from 17 to 41%, and 14 to 68%, respectively. However, when sucrose was used it was observed only 4 to a maximum of 15% of Cd removal, and 4 to 17% of Zn removal. When the same tests were performed after ethanol precipitation, the results were different: the percentages of removal of Zn (7-27%) and Cd (14-32%) were higher from sucrose cultures. This is the first report of heavy metals removal by bioemulsifier from Microbacterium sp.

A substância 6-pentil-α-pirona (6-PP) é uma lactona com aroma característico de coco e uso aprovado pela agência americana Food and Drug Administration (FDA). O presente trabalho teve como objetivo ajustar as condições de microextração em fase sólida em headspace para a quantificação por cromatografia gasosa de 6-PP produzida pelo fungo Trichoderma harzianum a partir do pó da casca de coco verde. Para isto, foi realizado um estudo em que soluções padronizadas de 6-PP foram adicionadas ao pó da casca de coco verde. A substância foi extraída por uma fibra de polidimetilsiloxano. Agitação e adição de solução de NaCl a 25% (p/v) resultaram em melhor reprodutibilidade nas análises. Um planejamento composto central foi empregado para estudar três fatores: temperatura de extração, tempo de condicionamento e tempo de extração. Boas respostas foram obtidas com a temperatura de 79 °C e tempo de extração de 29 minutos. O efeito da variável tempo de condicionamento não foi significativo e foi fixado em 2 minutos. Após o desenvolvimento do método analítico, este foi empregado para determinar a produção de 6-PP por fermentação em estado sólido realizada por Trichoderma harzianum e com o uso de pó da casca de coco verde como suporte para o processo.

The lactone 6-pentyl-a-pyrone (6-PP) is a coconut-like aroma compound approved by the American agency Food and Drug Administration (FDA) for food use. The aim of the present study was to improve the extraction conditions of headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography to quantify the 6-PP produced by Trichoderma harzianum using green coir dust. To achieve this purpose, standard solutions of 6-PP were added to green coir dust. The compound was extracted by a polydimethylsiloxane fiber. Agitation and addition of a 25% NaCl solution (w/v) resulted in better reproducibility. A central composite design was applied to study three factors: extraction temperature, conditioning time, and extraction time. Good responses were obtained when the extraction temperature was 79 °C, and the extraction time was 29 minutes. The conditioning time effect was not significant and was established at 2 minutes. After the development of the analytical method, it was employed to determine the 6-PP production by Trichoderma harzianum in solid-state fermentation using green coir dust as the support material for the process.

Muitas espécies do gênero Trichoderma são capazes de produzir a substância 6-pentil-α-pirona (6-PP), uma lactona com aroma característico de coco. No presente trabalho, vários parâmetros de cultura foram estudados para aumentar a produção de 6-PP por Trichoderma harzianum 4040 em fermentação em estado sólido. Pó da casca de coco verde adicionado à uma solução nutriente foi usado como material de suporte para a fermentação. Um planejamento experimental de varredura segundo a técnica de Plackett-Burman foi aplicado, seguido de um planejamento fatorial fracionário. No domínio experimental estudado, as melhores condições de cultura foram (100 g suporte)-1: sacarose, 3 g; NaNO3, 0,24 g; (NH4)2SO4, 0,18 g; KH2PO4, 0,1 g; produção do inóculo, 2,2 x 10(6) esporos; umidade, 55%. A temperatura estabelecida foi de 28ºC. Esse estudo conduziu à concentração de 6-PP seis vezes maior (5,0 mg/g de matéria seca) do que a inicial (0,8 mg/g de matéria seca) após sete dias de cultivo.

Many Trichoderma species are able to produce 6-pentyl-α-pyrone (6-PP), a lactone with coconut-like aroma. In the present work, several culture parameters were studied to enhance the production of 6-PP by Trichoderma harzianum 4040 in solid-state fermentation. Green coir powder added to a nutrient solution was used as support material for fermentation. A Plackett-Burman screening technique was applied, followed by a fractionary factorial design. The best culture conditions within the experimental domain studied were (100 g support)-1: sucrose, 3 g; NaNO3, 0.24 g; (NH4)2SO4, 0.18 g; KH2PO4, 0.1 g; inoculum concentration, 2.2 x 10(6) spores; moisture level, 55%. The temperature established was 28ºC. The fermentation under the selected conditions led to a 6-PP production six times higher (5.0 mg/g dry matter) than the initial one (0.8 mg/g dry matter) after seven days of cultivation.

A aplicação de uma substância polimérica extracelular (EPS) bacteriana na biorremediação de metais pesados (Cd, Zn e Cu) por um consórcio microbiano em um sistema aquoso co-contaminado com hidrocarbonetos foi estudada. Nas baixas concentrações usadas neste trabalho (1,00 ppm de cada metal), não foi observado um efeito inibitório no crescimento celular. Por outro lado, a aplicação da EPS bacteriana levou a uma menor concentração de metais livres em solução, uma vez que grande parte destes fica adsorvido na matriz polimérica (87,12% de Cd; 19,82% de Zn; e 37,64% de Cu) quando comparado ao que é adsorvido ou interiorizado pela biomassa (5,35% de Cd; 47,35% de Zn; e 24,93% de Cu). No pequeno intervalo de tempo avaliado (30 horas) e na baixa concentração de gasolina utilizada (0,1% (v/v)), foi percebido um aumento de 24% no consumo de etilbenzeno, entre os componentes da gasolina que foram quantificados. Nossos resultados sugerem que, se os experimentos fossem conduzidos em um intervalo de tempo maior, possivelmente poderia ter sido observado um maior efeito na degradação dos componentes da gasolina. Ainda, considerando as baixas concentrações avaliadas, é provável que um sistema real pudesse ser biorremediado pelo processo de atenuação natural, tendo em vista o baixo efeito desses níveis de contaminantes e co-contaminantes sobre o consórcio microbiano naturalmente presente.

The application of a bacterial extracellular polymeric substance (EPS) in the bioremediation of heavy metals (Cd, Zn and Cu) by a microbial consortium in a hydrocarbon co-contaminated aqueous system was studied. At the low concentrations used in this work (1.00 ppm of each metal), it was not observed an inhibitory effect on the cellular growing. In the other hand, the application of the EPS lead to a lower concentration of the free heavy metals in solution, once a great part of them is adsorbed in the polymeric matrix (87.12% of Cd; 19.82% of Zn; and 37.64% of Cu), when compared to what is adsorbed or internalized by biomass (5.35% of Cd; 47.35% of Zn; and 24.93% of Cu). It was noted an increase of 24% in the consumption of ethylbenzene, among the gasoline components that were quantified, in the small interval of time evaluated (30 hours). Our results suggest that, if the experiments were conducted in a larger interval of time, it would possibly be noted a higher effect in the degradation of gasoline compounds. Still, considering the low concentrations that were evaluated, it is possible that a real system could be bioremediated by natural attenuation process, demonstrated by the low effect of those levels of contaminants and co-contaminants over the naturally present microbial consortium.

This study presents the bactericidal activity of titanium dioxide photocatalysis, using as model Escherichia coli and Pseudomonas sp. cells. It was observed that the process efficiency is related to initial cell concentration, light intensity, UV irradiation exposure time, TiO2 concentration increase. The ultimate removal efficiency was above 99.9%.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a biodegradação de gasolina em microcosmos constituídos de solo. Os microrganismos capazes de crescer na presença de gasolina foram isolados do solo e vários sistemas de tratamento foram testados usando tanto as espécies isoladas quanto Pseudomonas putida obtida de coleção de cultura. O sistema de tratamento constituído somente da microflora autóctone (Sistema 1) apresentou valores médios de degradação de 50%. A associação de Pseudomonas putida, Pseudomonas alcaligenes, Burkholderia cepacia e a microflora indígena do solo (Sistema 13) mostrou um percentual significativo de remoção de n-undecano (88.7), n-dodecano (61.3) e n-tridecano (66.7). De acordo com estes resultados, os sistemas 1 e 13 revelaram potencial considerável para aplicação em tratamentos de biorremediação.

The objective of this study was to evaluate gasoline biodegradation in batch soil microcosms. Microorganisms able to grow in the presence of gasoline were isolated from soil. Several treatment systems were performed using both isolated strains and Pseudomonas putida obtained from a culture collection. The treatment system using only autochthonous microflora (system 1) presented an average value of degradation of 50%. The association of Pseudomonas putida, Burkholderia cepacia, Pseudomonas alcaligenes and the native soil microflora (system 13) presented significant percentage of removal of n-undecane (88.7), n-dodecane (61.3) and n-tridecane (66.7). According to these results, systems 1 and 13 revealed considerable potential for application in bioremediation treatments.