Ecophysiology of Penicillium expansum and patulin production in synthetic and olive-based media

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Hamdi, Mohamed
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/14418
Resumo: Mestrado com dupla diplomação com o High Institute of Biotechnology of Monastir (ISBM), Tunisia
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spelling Ecophysiology of Penicillium expansum and patulin production in synthetic and olive-based mediaDomínio/Área Científica::Ciências Agrárias::Biotecnologia Agrária e AlimentarMestrado com dupla diplomação com o High Institute of Biotechnology of Monastir (ISBM), TunisiaIn the Mediterranean basin, a large number of olive varieties are cultivated. In Tunisia, oliviculture represents one of the most significant agricultural products that are produced annually. Storage under inadequate conditions poses serious problems concerning fungal contamination, with consequent defects and potential mycotoxin production in olives and olive oils. Penicillium expansum represents one of the most significant postharvest pathogens in several fruits, including olives. Not only it causes blue mold but also is the most relevant patulin (PAT) producing species of the genus Penicillium. In this study, the first aim was to identify and characterize a selected group of fungi previously isolated from olives from Tunisian groves. For this purpose, 28 fungi were selected for identification by a polyphasic approach consisting of: i) morphological identification on Malt Extract Agar (MEA) and Czapek Yeast Autolysate (CYA); and ii) molecular identification by sequencing of the ITS region of the rRNA gene. Mycotoxigenic ability of fungi was screened on Coconut Agar Medium (CAM). Methanolic extracts of those fungi showing fluorescence on CAM were obtained from CYA cultures and analysed by HPLC. The second aim of this research was to evaluate the ecophysiological conditions governing growth and PAT production by P. expansum strains previously isolated from Tunisian olives. For this purpose, four P. expansum isolates (three from olives and one reference strain) were tested in a synthetic medium (CYA) and in olive-based medium (OM) for their ability to grow and produce PAT under different temperatures (4 ºC, 15 ºC and 25 ºC) for 10 and 20 days. Growth was measured through the colonies’ diameter, and PAT mycotoxin was analyzed by HPLC-UV. After morphological and molecular identification, eight species belonging to the genera Alternaria, Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Pleospora and Trichothecium were identified. The dominant genus was Penicillium (82% of the isolates), and the species identified were P. expansum, P. crustosum and P. polonicum. Based on HPLC analysis three of the four P. expansum isolates were able to produce PAT. In the ecophysiology study, all isolates were able to grow on tested media at different temperatures, with maximum growth at 25 ºC. Different PAT production profiles were ii found. Maximum PAT production occurred at 15 ºC on CYA after 10 days of incubation, but a significant increase was observed on OM between 10 and 20 days of incubation. At 4 ºC, PAT was produced only on CYA after prolonged incubation. In conclusion, contamination of olives with PAT must be considered in the safety and quality plans of production. The olive-based matrix does not seem to be highly adequate for growth and PAT production by P. expansum only if adequate temperatures throughout storage (refrigeration) are guaranteed. However, if there is an abuse on storage temperature and longevity, PAT becomes a real risk.Na bacia mediterrânea é produzida uma grande variedade de cultivares de azeitona. Na Tunísia, a olivicultura representa um dos mais importantes produtos agrícolas produzidos anualmente. O armazenamento sob condições inadequadas constitui um sério problema no que diz respeito à contaminação fúngica, com os consequentes defeitos e potencial produção de micotoxinas em azeitonas e azeite. Penicillium expansum representa um dos mais significativos fungos patogénicos de vários frutos, incluindo azeitonas. Não só causa a podridão azul, como é também o mais importante produtor de patulina (PAT) do género Penicillium. O primeiro objetivo do presente estudo foi a identificação e caracterização de um grupo de fungos previamente isolados de azeitonas de olivais da Tunísia. Neste sentido, 28 fungos foram selecionados para identificação polifásica envolvendo identificação morfológica em Extrato de Malte Agar (MEA) e Czapek Yeast Autolysate (CYA) e identificação molecular por sequenciação da região ITS do gene rRNA. A capacidade micotoxigénica dos fungos foi avaliada em meio de coco (CAM) e, das culturas com fluorescência neste meio, através da análise por HPLC de extratos metanólicos das culturas correspondentes em CYA. O segundo objetivo do estudo foi a avaliação das condições ecofisiológicas envolvidas no crescimento e produção de PAT pelas estirpes de P. expansum identificadas. Para este objetivo, três estirpes com origem em azeitonas da Tunísia e uma estirpe de referência (MUM 10.175) foram testadas num meio de cultura sintético (CYA) e num meio de cultura à base de puré de azeitona (OM) quanto à sua taxa de crescimento e produção de PAT sob temperaturas diferentes (4 ºC, 15 ºC e 25 ºC) ao longo de 20 dias de incubação. O crescimento foi avaliado através da medição do diâmetro das colónias, e a PAT foi quantificada por HPLC-UV. Foram identificadas oito espécies pertencentes a seis géneros: Alternaria, Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Pleospora e Tricothecium. O género prevalecente foi Penicillium, do qual foram identificadas as espécies P. expansum, P. crustosum e P. polonicum. Três dos quatro isolados de P. expansum identificados foram caracterizados por HPLC como produtores de PAT. iv Nos estudos de ecofisiologia, todos os fungos cresceram em todas as temperaturas testadas, com crescimento máximo entre 15 ºC e 25 ºC. Em relação à produção de PAT, foram detetados perfis de produção diferentes. A produção máxima ocorreu a 15 ºC em CYA após 10 dias de incubação, mas a produção de PAT em OM sofreu um aumento significativo de entre os 10 e os 20 dias. A 4 ºC, apenas foi detetada PAT em CYA após 20 dias de incubação. Em conclusão, a matriz à base de azeitona parece não ser muito adequada à produção de PAT por P. expansum desde que sejam mantidas temperaturas de refrigeração. No caso de o armazenamento da azeitona ser feito a temperaturas mais elevadas e por longos períodos, a contaminação com PAT é um risco que deve ser considerado nos planos de segurança e qualidade.Rodrigues, PaulaBejaoui, HendBiblioteca Digital do IPBHamdi, Mohamed2017-08-04T14:28:48Z201720172017-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10198/14418TID:201722534enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-21T10:33:55Zoai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/14418Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T23:04:17.238848Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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