Xylanase and beta-Xylosidase from Penicillium janczewskii: Production, Physico-chemical Properties, and Application of the Crude Extract to Pulp Biobleaching

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Produção da enzima ciclodextrina glicosil transferase por Bacillus circulans

As ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos que solubilizam e modificam moléculas por possuir uma cavidade interna hidrofílica e região externa hidrofóbica, com uma estrutura tronco-cônica, conferindo a estes açúcares cíclicos propriedades físico-químicas para complexação de uma grande variedade de moléculas. A enzima ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase) catalisa reações de conversão de amido em diferentes tipos de CDs, a sua produção é influenciada por vários fatores. As pesquisas dirigidas para a produção de CGTases de menor custo são importantes para viabilizar economicamente o uso das CDs em escala industrial. No presente estudo, as CDs foram produzidas a partir de diferentes fontes de carbono pelo micro-organismo Bacillus circulans ATCC 21783, estudou-se seu crescimento celular assim como sua produção enzimática, utilizando a ferramenta estatística de planejamento experimental. O micro-organismo Bacillus circulans ATCC 21783 mostrou-se ser eficiente na produção da enzima CGTase, os resultados indicaram a potencialidade do grão de sorgo como o melhor substrato para fermentação na produção de CGTase. Quanto maior o tamanho do grão de sorgo, maiores concentrações de glicose e amido estarão presentes, o que influencia diretamente a produção enzimática. Por meio do planejamento experimental foram proposto modelos matemáticos que expressam tanto a produção enzimática quanto a concentração das variáveis das concentrações da fonte de carbono, pH e a temperatura. A importância de desenvolver o modelo é demonstrar a sua aplicação bem-sucedida para determinação das condições ideais que representam o processo de alta produtividade enzimática da CGTase. A otimização das variáveis foram obtidas a partir de quatro planejamentos experimentais composto central (PCC) e seus resultados analisados pelas superfícies de resposta. Os melhores resultados do planejamento encontrados no...

Desempenho de juvenis de tilápia-do-nilo alimentados com rações contendo complexo enzimático

Avaliou-se o efeito da inclusão de um complexo enzimático em dietas para tilápias-do-nilo (Oreochromis niloticus) sobre o desempenho, a composição química da carcaça e a qualidade da água. Foram utilizados 200 alevinos revertidos (4,57 ± 1,24 g), distribuídos em delineamento inteiramente casualizado em 20 tanques de 500 litros, com quatro tratamentos e cinco repetições, considerando a unidade experimental uma caixa com dez peixes. Os peixes foram alimentados com dietas contendo 0; 0,033; 0,066 ou 0,099% de complexo enzimático. As dietas foram processadas na forma peletizada e fornecidas quatro vezes ao dia, às 8, 11, 14 e 17 h. Os valores médios de pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, temperatura, fósforo total, amônia e nitrato da água de cultivo não foram influenciados pela dieta. A inclusão do complexo enzimático na dieta não afetou o ganho de peso, as taxas de sobrevivência e de crescimento específico, mas influenciou o consumo de ração e a conversão alimentar, cujos valores foram maiores nos peixes alimentados com a dieta com 0,066% de complexo enzimático. Não foram observadas diferenças nos teores de matéria seca, umidade, proteína bruta, matéria mineral, cálcio e fósforo na carcaça dos peixes, no entanto, o teor de extrato etéreo reduziu de forma linear com o aumento do nível de complexo enzimático. A utilização de complexo enzimático (amilase, protease, celulase, lipase, pectinase, xilanase, β-glucanase e fitase) no nível de 0,066% em dietas para juvenis de tilápia-do-nilo piora a conversão alimentar, mas não influencia o desempenho e a composição corporal dos peixes.

Degradabilidade in situ e observações microscópicas de volumosos em bovinos suplementados com enzimas fibrolíticas exógenas

Avaliou-se o efeito de enzimas fibrolíticas (celulase e xilanase) sobre a degradabilidade in situ da MS, PB, FDN, FDA e hemicelulose do feno de Tifton-85 (Cynodon spp.) cortado aos 30 e 90 dias e do bagaço de cana, utilizando-se seis bovinos com cânula no rúmen. As enzimas foram extraídas dos fungos Aspergillus niger e Trichoderma longibrachiatum e fornecidas, na quantidade de 0,75 g/kgMS.dia, por meio da cânula ruminal. Os tempos de incubação ruminal foram de 0, 3, 6, 12, 24, 48, 72 e 96 horas. Os resíduos de incubação foram avaliados por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV). O efeito da adição de enzimas sobre a degradação da MS e PB variou em função do volumoso estudado. A degradabilidade efetiva da MS do feno Tifton cortado aos 30 e 90 dias e do bagaço de cana sem a adição de enzimas foi de 61,85; 42,35 e 28,22%, respectivamente, e de 63,51; 40,64 e 31,43%, respectivamente, com a adição das enzimas. Não houve efeito das enzimas sobre a degradação da fibra. As observações ao MEV indicaram aumento da colonização bacteriana sobre a parede celular com a suplementação enzimática. A adição de enzimas fibrolíticas na dieta de ruminantes apresentou efeito pouco expressivo sobre os parâmetros de degradação ruminal dos volumosos estudados.

Enzimas exógenas em dietas de frangos de corte: desempenho

O experimento foi conduzido para avaliar a eficiência de enzimas exógenas em dietas sobre o desempenho de frangos de corte. Um total de 1440 pintos de corte machos (Cobb 500®) foram distribuídos em um delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 2x2 (duas dietas com diferentes densidades nutricionais; com e sem a adição enzimática) com 8 repetições de 45 aves em cada unidade experimental. As dietas com diferentes densidades nutricionais foram: controle positivo (níveis normais) e um controle negativo (com redução de 4,3 e 4,5% de energia metabolizável; 16,7 e 17,7% de cálcio e 35 e 42,7% de fósforo, nas fases inicial e de crescimento, respectivamente). A suplementação enzimática consistiu da combinação das enzimas fitase (100g t-1) e amilase, xilanase e protease (500g t-1). Foi avaliado o desempenho das aves nas fases de 1 a 21 e 1 a 42 dias de idade. Na fase total de criação, as aves alimentadas com a dieta controle negativo com adição enzimática tiveram consumo de ração (5,97%), peso médio (8,47%), ganho de peso (8,64%) e conversão alimentar (2,92%) melhores (P<0,05), comparados às aves alimentadas com dieta controle negativo, sem a suplementação de enzimas. Além disso, as aves alimentadas com a dieta controle negativo com adição enzimática apresentaram consumo de ração, peso vivo médio e ganho de peso similar (P>0,05) ao grupo alimentado com a dieta controle positivo com ou sem enzima. A adição de enzimas exógenas em dieta de frangos de corte com redução de energia metabolizável, cálcio e fósforo, proporciona um consumo de ração, peso vivo médio e ganho de peso similar a uma dieta com níveis nutricionais adequados.

Corn and soybean meal metabolizable energy with the addition of exogenous enzymes for poultry

Two metabolism assays were carried out to determine corn and soybean meal metabolizable energy when enzymes were added. In the first trial, 35 cockerels per studied feedstuff (corn and soybean meal) were distributed in a completely randomized experimental design with four treatments of seven replicates of one bird each. The evaluated treatments were: ingredient (corn and soybean meal) with no enzyme addition, with the addition of an enzyme complex (xylanase, amylase, protease - XAP), xylanase, or phytase. Precise feeding method was used to determine true metabolizable energy corrected for nitrogen balance (TMEn). The use of enzymes did not result in any differences (p>0.05) in soybean meal TMEn, but phytase improved corn TMEn in 2.3% (p=0.004). In the second trial, 280 seven-day-old broiler chicks were distributed in a completely randomized experimental design with seven treatments of five replicates of eight birds each. Treatments consisted of corn with no enzyme addition or with the addition of amylase, xylanase, phytase, XAP complex, XAP+phytase combination, or xylanase/ pectinase/β-glucanase complex (XPBG). Corn was supplemented with macro and trace minerals. Total excreta collection was used to determine apparent metabolizable energy corrected for nitrogen balance (AMEn). Differences were observed (p=0.08) in AMEn and dry matter metabolizability coefficient (p=0.03). The combination of the XAP complex with phytase promoted a 2.11% increase in corn AMEn values, and the remaining enzymes allowed increased between 0.86% and 1.66%.

Production of fibrolytic enzymes by Aspergillus japonicus C03 using agro-industrial residues with potential application as additives in animal feed

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Optimization of fibrolytic enzyme production by Aspergillus japonicus C03 with potential application in ruminant feed and their effects on tropical forages hydrolysis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Taxa de passagem e parâmetros ruminais em bovinos suplementados com enzimas fibrolíticas

Avaliou-se o efeito da adição de enzimas fibrolíticas (celulase e xilanase) sobre as taxas de passagem de partículas e de diluição e os parâmetros ruminais (pH e nitrogênio amoniacal) em animais consumindo dietas contendo silagem de milho e feno de tifton 85 (Cynodon spp.) como volumoso. Oito bovinos com fístulas no rúmen e no duodeno foram distribuídos em dois quadrados latinos 4 x 4, com os tratamentos distribuídos em esquema fatorial 2 x 2 (duas fontes de volumoso e adição ou não de enzimas). O complexo enzimático foi proveniente de fonte comercial e extraído dos fungos Aspergillus niger e Trichoderma longibrachiatum, sendo fornecido na proporção de 12 g/animal/dia, misturado à ração total. Para as taxas de passagem, foram utilizados como marcadores das fases sólida e líquida o cromo-mordente e o cobalto-EDTA, respectivamente. Não houve efeito das enzimas sobre o pH e as concentrações de N-NH3, que apresentaram médias de 6,5 e 22,10 mg/100 mL, respectivamente. A taxa de passagem de partículas no rúmen não foi influenciada pela suplementação enzimática, com médias de 3,4 e 3,0%/h para as dietas contendo silagem de milho e feno de tifton, respectivamente. A taxa de diluição aumentou de 10,07 para 11,84%/h com a adição de enzimas. A suplementação com enzimas fibrolíticas em dietas formuladas com silagem de milho e feno de tifton como volumoso praticamente não alterou os parâmetros avaliados.

Eficiência de síntese microbiana e atividade enzimática em bovinos submetidos à suplementação com enzimas fibrolíticas

Avaliou-se o efeito da suplementação com enzimas fibrolíticas (celulase e xilanase) sobre a eficiência de síntese microbiana e a atividade enzimática da beta-1,4-endoglucanase (celulase) em animais consumindo dietas contendo silagem de milho e feno de tifton 85 (Cynodon spp.) como volumoso. Oito bovinos com fístulas no rúmen e no duodeno foram distribuídos em dois quadrados latinos 4 x 4, em esquema fatorial 2 x 2 (duas fontes de volumoso e adição ou não de enzimas). O complexo enzimático, proveniente de fonte comercial e extraído dos fungos Aspergillus niger e Trichoderma longibrachiatum, foi fornecido misturado à ração total na proporção de 12 g/animal/dia. A adição de enzimas às dietas contendo silagem de milho e feno de tifton 85 aumentou a atividade da beta-1,4-endoglucanase no fluido ruminal. Não houve efeito das enzimas sobre a eficiência de síntese de proteína microbiana, o fluxo de nitrogênio microbiano (N-mic) e nitrogênio não-amoniacal (NNA), com valores médios de 31,8 e 33,9 g de N/kg de MODR; 0,40 e 0,41 g de N/Mcal de EDR; 78,2 e 52,5 g/dia; 89,6 e 76,3 g/dia, respectivamente, para as dietas contendo silagem de milho e feno de tifton. A adição de enzimas fibrolíticas não influenciou os parâmetros ruminais de bovinos alimentados com feno e silagem de milho.

Enzimas exógenas no desempenho e na digestibilidade ileal de nutrientes em frangos de corte

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da combinação de fitase e do complexo amilase, protease e xilanase, em dietas de milho e soja, formuladas com redução e sem redução dos níveis de energia, cálcio e fósforo sobre o desempenho e a digestibilidade ileal de nutrientes, em frangos de corte. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado, com esquema fatorial 2x2, com duas dietas-controle: com redução e sem redução dos nutrientes, e duas suplementações das enzimas (sem adição e com adição de fitase e complexo enzimático), com dez repetições de 40 aves. A digesta ileal foi coletada aos 43 dias de idade, para determinação da energia digestível e dos coeficientes de digestibilidade da proteína bruta, matéria seca, cálcio e fósforo. O desempenho apresentou interação em todos os parâmetros analisados. As aves do tratamento com redução dos nutrientes mostraram pior desempenho em relação às aves da dieta sem redução dos nutrientes. Não houve efeito da matéria seca na digestibilidade e na retenção de cálcio. A adição da combinação enzimática melhorou a digestibilidade da proteína e a retenção de fósforo. Houve interação quanto à energia digestível, com efeito apenas nas dietas sem redução dos nutrientes, com maiores valores nas dietas suplementadas.

Consumo e digestibilidade aparente total em bovinos sob suplementação com enzimas fibrolíticas

Avaliou-se o efeito da suplementação com enzimas fibrolíticas (celulase e xilanase) sobre o consumo e a digestibilidade aparente total dos nutrientes de dietas compostas de silagem de milho e feno de tifton 85 (Cynodon spp.) cortado aos 90 dias. Oito bovinos (340 kg de PV) fistulados no rúmen foram distribuídos em dois quadrados latinos 4 x 4, em esquema fatorial 2 x 2 (fonte de volumoso e adição ou não de enzimas). O complexo enzimático testado foi proveniente de fonte comercial e extraído dos fungos Aspergillus niger e Trichoderma longibrachiatum, sendo fornecido na quantidade de 12 g/animal/dia, misturado à ração total. Não houve efeito da suplementação enzimática sobre o consumo de nutrientes para ambos os volumosos, porém, a adição de enzimas aumentou a digestibilidade total de FDN, FDA e CEL de 36,87; 36,21 e 46,89%, respectivamente, para 41,19; 40,01 e 50,46%, respectivamente.

Production of polysaccharidases in different carbon sources by Leucoagaricus gongylophorus Moller (Singer), the symbiotic fungus of the leaf-cutting ant Atta sexdens linnaeus

Leucoagaricus gongylophorus, the fungus cultured by the leaf-cutting ant Atta sexdens, produces polysaccharidases that degrade leaf components by generating nutrients believed to be essential for ant nutrition. We evaluated pectinase, amylase, xylanase, and cellulase production by L. gongylophorus in laboratory cultures and found that polysaccharidases are produced during fungal growth on pectin, starch, cellulose, xylan, or glucose but not cellulase, whose production is inhibited during fungal growth on xylan. Pectin was the carbon source that best stimulated the production of enzymes, which showed that pectinase had the highest production activity of all of the carbon sources tested, indicating that the presence of pectin and the production of pectinase are key features for symbiotic nutrition on plant material. During growth on starch and cellulose, polysaccharidase production level was intermediate, although during growth on xylan and glucose, enzyme production was very low. We propose a possible profile of polysaccharide degradation inside the nest, where the fungus is cultured on the foliar substrate.

Uso de produto à base de enzima e levedura na dieta de bovinos: digestibilidade dos nutrientes e desempenho em confinamento

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar os efeitos da adição de diferentes níveis de enzima mais levedura na dieta de bovinos sobre a digestibilidade aparente dos nutrientes e o desempenho em confinamento, utilizando-se 18 animais machos, mestiços, de origem leiteira, com peso vivo (PV) médio de 190±10 kg e 12 meses de idade, e 27 animais da raça Guzerá com PV médio de 325 kg e idade média de 27 meses. Os níveis de enzima mais levedura foram zero (controle), 5 g de enzima (E) mais 5 g de levedura (L) e 10 g de E mais 5 g de L por animal por dia. Todos os animais receberam a mesma dieta, constituída de 65% de silagem (50% de milho:50% de sorgo) e 35% de concentrado composto de milho (24,6%), farelo de algodão (7,4%), uréia (1,2%), sal mineralizado (0,54%) e calcário (0,86%). Esta dieta apresentava 12,4% de PB; 10,1 MJEM/kg MS e 41,1% de FDN. A adição de enzima mais levedura não alterou o consumo de MS (3,31% do PV ou 126,6 g/kg PV0,75), e CDA da MS (63,0%), PB (68,2%), EE (83,3%), CHOT (61,3%), FDN (47,2%), FDA (43,8%) e valor de NDT (62,8%). O GMD e o CMS diminuíram de forma quadrática e a CA alimentar piorou linearmente, em função dos dias de confinamento. O fornecimento de enzima mais levedura para bovinos de corte não traz benefícios nutricionais ou de desempenho.