Produção de amilase por rizóbios, usando farinha de pupunha como substrato

As amilases estão entre as mais importantes enzimas industriais e são de grande interesse na biotecnologia atual. Embora elas possam ser derivadas de diversas fontes, as de origem microbiana são geralmente as mais procuradas pelas indústrias. As espécies do gênero Bacillus são consideradas as principais fontes de amilases. Apesar disso, a busca por novas fontes microbianas vem crescendo em todo o mundo. O presente estudo objetivou avaliar a produção de amilase por rizóbios nativos, usando farinha de pupunha como substrato. Neste estudo, foi adotado o delineamento experimental inteiramente casualizado, com três repetições. Foram determinados ainda os coeficientes de correlação de Pearson entre as variáveis pH do meio, proteína extracelular, biomassa celular, diâmetro médio da colônia (DMC), diâmetro médio do halo (DMH), índice enzimático (IE) e atividade amilolítica das bactérias selecionadas. Dos 19 isolados com atividade amilolítica em meio YMA modificado, sete (36,8%) exibiram "IE" > 2,1, o que permite considerá-los bons produtores de amilase. Os "IE" apresentados pelos isolados INPA R-987, 950 e 915B foram significativamente inferiores (p < 0,01) aos mostrados pelas bactérias INPA R-926, 975 e 957. A atividade amilolítica variou significativamente (p < 0,01) entre as bactérias investigadas. Os isolados INPA R-975 e R-926 apresentaram, respectivamente, a maior (1,00 U.min-1.mL-1) e a menor (0,31 U.min-1.mL-1) média de atividade. Em termos gerais, a proteína extracelular correlacionou-se positivamente com "IE" (r = 0,52*; p < 0,05) e "DMH" (r = 0,55*; p < 0,05). A biomassa celular apresentou correlações positivas com atividade amilolítica (r = 0,55*; p < 0,05) e "DMH" (r = 0,54*; p < 0,05) e negativa com o pH final do meio de cultivo (r = 0,93**; p < 0,01).

Aproveitamento do resíduo de laranja para a produção de enzimas lignocelulolíticas por Pleurotus ostreatus (Jack:Fr)

Neste trabalho propomos o aproveitamento dos resíduos de laranja gerados após remoção do suco como substrato para a obtenção de enzimas hidrolíticas e oxidativas envolvidas na degradação de materiais lignocelulósicos, tais como: lacase (EC 1.10.3.2), manganês peroxidase (EC 1.11.1.14), xilanase (EC 3.2.1.8) e endo-1,4 glucanase (EC 3.2.1.4), pelo basidiomiceto Pleurotus ostreatus cultivado em estado sólido. O fungo desenvolveu-se bem no resíduo, em diferentes umidades iniciais e sem a necessidade de qualquer suplementação. O meio à base de resíduo de laranja proporcionou a obtenção de elevadas atividades de enzimas com grande potencial de uso industrial, especialmente lacase (74,3 U.g -1 substrato após 15 dias de cultivo) e manganês peroxidase (6,8 U.g -1 substrato após 30 dias de cultivo).

Otimização de um meio de cultura para a produção de proteases por um Bacillus sp. termofílico

Bacillus sp. SMIA-2 cresceu e secretou proteases quando cultivado em culturas líquidas contendo citrato trissódico como fonte de carbono e nitrato de amônio como fonte de nitrogênio. A atividade máxima da enzima foi alcançada após 8 horas de incubação do microrganismo, com níveis de 7,2 U.mg -1 proteína. A suplementação do meio com 2,0 mM de CaCl2 não proporcionou um aumento da atividade da protease, porém aumentou a sua estabilidade de 2 para 4 horas. A redução da concentração do fosfato de potássio no meio de cultura de 11,0 para 5,0 mM promoveu um acréscimo de 82% (13 U.mg -1 proteína) na atividade da protease. A substituição do nitrato de amônio presente no meio de cultura por 0,1% de soro de queijo aumentou a atividade da protease para 25 U.mg -1 proteína. Nestas condições, o tempo requerido para que a enzima atingisse seu pico de atividade máxima, que antes era de 9 horas, passou para 16 horas. A substituição do citrato trissódico do meio de cultura pela água de maceração de milho (0,5%) não só aumentou a atividade da enzima como também retardou o processo de desativação que é típico da produção de proteases. A atividade máxima da enzima obtida quando estes dois resíduos foram utilizados no meio foi 59,5 U.mg -1 proteína. Após alcançar este valor a enzima se manteve estável por mais de 20 horas o que favorece a sua produção em larga escala.

Estudo da influência de diferentes parâmetros na produção de enzimas líticas

O presente trabalho visou o estudo do efeito de diferentes variáveis na produção de β-1,3 glucanases, proteases e de quitinases pela linhagem Cellulosimicrobium cellulans 191, em meios de cultivo A, B e C, respectivamente. Foram realizados planejamentos fatoriais 2³, e os fatores estudados foram: pH inicial, temperatura e agitação dos frascos. No planejamento experimental para a produção de β-1,3 glucanase em meio de cultivo A foi verificada maior produção da enzima (0,64 U.mL-1) com pH inicial de 8,5 após 24 horas de fermentação a 33 ºC e 200 rpm. Os parâmetros pH, agitação dos frascos e interação entre todos os parâmetros foram estatisticamente significativos. No planejamento experimental para a produção de protease em meio de cultivo B foi verificada maior produção da enzima (4,25 U.mL-1) com pH inicial de 6,5 após 30 horas de fermentação a 20 ºC e 200 rpm. O pH foi o único parâmetro estatisticamente significativo. No planejamento experimental para a produção de quitinase em meio de cultivo C foi verificada maior produção da enzima (7,06 U.mL-1) com pH inicial de 5,5 após 72 horas de fermentação a 25 ºC e 200 rpm. Todos os parâmetros estudados e suas interações foram estatisticamente significativos. Os coeficientes de determinação, as análises de variância e os teste F demonstraram que os modelos de primeira ordem obtidos foram considerados estatisticamente significativos adotando um nível de confiança de 95%.

Otimização das condições de cultivo para a produção de amilases pelo termofílico Bacillus sp. e hidrólise de amidos pela ação da enzima

A otimização das condições de cultivo para a produção de α-amilase por um termofílico Bacillus sp. cepa SMIA-2 foi realizada. Além disso, a hidrólise enzimática do amido, proveniente de várias fontes tais como batata, mandioca e milho, foi também investigada. A produção de α-amilase por Bacillus sp. SMIA-2, cultivado em meio líquido contendo amido (5 g.L-1) como fonte de carbono e suplementado com 0,5 g.L-1 de proteínas do soro de leite e 2 g.L-1 de peptona, alcançou o máximo em 32 horas com níveis de 37 U.mL-1. O microrganismo foi capaz de utilizar diversas fontes de carbono, porém a atividade da amilase variou com cada fonte. O amido foi a melhor fonte de carbono para a secreção da amilase, enquanto a sacarose, lactose, maltose, galactose e glicose não foram muito efetivas. Uma redução na concentração de amido de até 2,5 g.L-1 no meio de cultura melhorou o crescimento do organismo e a atividade enzimática. Em altas concentrações de amido, a produção da enzima foi comparativamente menor. Em relação às fontes de nitrogênio orgânico e inorgânico, a peptona (2 g.L-1) foi considerada a melhor. Considerando a quantidade de proteínas do soro de leite no meio de cultivo, a concentração de 0,25 g.L-1 foi considerada a mais efetiva para a secreção da α-amilase pelo microrganismo. A produção máxima da atividade enzimática foi observada a 50 °C e pH 8,5. A enzima foi capaz de degradar todos os amidos testados. A hidrólise do amido de batata resultou num alto rendimento de açúcares redutores em comparação às outras fontes de amido. Amido solúvel e amido de mandioca ocuparam, respectivamente, a segunda e terceira posição em relação à liberação dos açúcares redutores, enquanto que a amilase estudada mostrou apenas uma ligeira afinidade pelo amido de milho. Com o aumento da temperatura da reação para 70 °C, a hidrólise dos substratos, com exceção do amido solúvel, resultou em maiores quantidades de açúcares redutores.

Production and partial characterization of lipase from Penicillium verrucosum obtained by submerged fermentation of conventional and industrial media

The growing interest in lipase production is related to the potential biotechnological applications that these enzymes present. Current studies on lipase production by submerged fermentation involve the use of agro-industrial residues aiming at increasing economic attractiveness. Based on these aspects, the objective of this work was to investigate lipase production by Penicillium verrucosum in submerged fermentation using a conventional medium based on peptone, yeast extract, NaCl and olive oil, and an industrial medium based on corn steep liquor, Prodex Lac (yeast hydrolysate), NaCl and olive oil, as well as to characterize the crude enzymatic extracts obtained. Kinetics of lipase production was evaluated and the highest enzymatic activities, of 3.15 and 2.22 U.mL-1, were observed when conventional and industrial media were used, respectively. The enzymatic extract showed optimal activity in the range from 30 to 40 °C and at pH 7.0. Although the industrial medium presents economical advantages over the conventional medium, the presence of agro-industrial residues rich in nitrogen and other important nutrients seemed to contribute to a reduction in lipase activity.

Produção de galactooligossacarídeo por Scopulariopis sp.

Os galactooligossacarídeos (GOS) são um grupo de oligossacarídeos não digeríveis (NDOs), resistentes às enzimas digestivas do intestino com efeitos similares ao da fibra. Sua ingestão aumenta seletivamente o crescimento das Bifidobacterium e dos Lactobacilus no intestino. O benéfico da ingestão de galactooligossacarídeos ocorre pelo aumento dessas populações de bifidobactérias no cólon, suprimindo a atividade de bactérias putrefativas e reduzindo a formação de produtos tóxicos por fermentação. A cepa de Scopulariopsis sp. apresentou boa produtividade de β-galactosidase quando crescida em meio de fermentação semissólida. O objetivo deste trabalho foi extrair a enzima β-galactosidase produzida por uma linhagem de Scopulariopsis sp. e avaliar o efeito da temperatura, tempo de reação, concentração de enzima e lactose para produção de GOS. Foram analisadas as temperaturas 35, 45 e 60 °C, os tempos de reação 12, 24 e 48 horas, concentrações de enzima 0,5 a 10 U.mL-1 e 10, 25 e 40% (p/v) de solução de lactose (em 0,1 M de tampão acetato de sódio, pH 5.0). As condições ótimas foram de 40% (p/v), a 45 °C, 10 U.mL-1 de enzima e o melhor tempo foi de 12 horas de reação. Nessas condições, a enzima converteu 20% de lactose em oligossacarídeos (80,8 mg.mL-1 de 4'galactosyl-lactose).

Microparticles obtained by complex coacervation: influence of the type of reticulation and the drying process on the release of the core material

Microparticles obtained by complex coacervation were crosslinked with glutaraldehyde or with transglutaminase and dried using freeze drying or spray drying. Moist samples presented Encapsulation Efficiency (%EE) higher than 96%. The mean diameters ranged from 43.7 ± 3.4 to 96.4 ± 10.3 µm for moist samples, from 38.1 ± 5.36 to 65.2 ± 16.1 µm for dried samples, and from 62.5 ± 7.5 to 106.9 ± 26.1 µm for rehydrated microparticles. The integrity of the particles without crosslinking was maintained when freeze drying was used. After spray drying, only crosslinked samples were able to maintain the wall integrity. Microparticles had a round shape and in the case of dried samples rugged walls apparently without cracks were observed. Core distribution inside the particles was multinuclear and homogeneous and core release was evaluated using anhydrous ethanol. Moist particles crosslinked with glutaraldehyde at the concentration of 1.0 mM.g-1 protein (ptn), were more efficient with respect to the core retention compared to 0.1 mM.g-1 ptn or those crosslinked with transglutaminase (10 U.g-1 ptn). The drying processes had a strong influence on the core release profile reducing the amount released to all dry samples

Production and partial characterization of alkaline polygalacturonase secreted by thermophilic Bacillus sp. SMIA-2 under submerged culture using pectin and corn steep liquor

Polygalacturonase production by the thermophilic Bacillus sp. SMIA-2 cultivated in liquid cultures containing 0.5% (w/v) apple pectin and supplemented with 0.3% (w/v) corn steep liquor, reached its maximum after 36 hours with levels of 39 U.mL-1. The increase in apple pectin and corn steep liquor concentrations in the medium from 0.5 and 0.3%, respectively, to 0.65%, markedly affected the production of polygalacturonase, whose activity increased four times, reaching a maximum of 150.3 U.mL-1. Studies on polygalacturonase characterization revealed that the optimum temperature of this enzyme was between 60-70 °C. Thermostability profile indicated that the enzyme retained about 82 and 63% of its activity at 60 and 70 °C, respectively, after 2 hours of incubation. The optimum pH of the enzyme was found to be 10.0. After incubation of crude enzyme solution at room temperature for 2 hours at pH 8.0, a decrease of about 29% on its original activity was observed. At pH 10.0, the decrease was 25%.

Simultaneous α-amylase and protease production by the soil bacterium Bacillus sp. SMIA-2 under submerged culture using whey protein concentrate and corn steep liquor: compatibility of enzymes with commercial detergents

Protease and α-amylase production by a thermophilic Bacillus sp. SMIA-2 cultivated in liquid cultures containing 0.25% (w/v) starch as a carbon source reached a maximum at 18 hours (47 U.mg-1 Protein) and 36 hours (325 U.mg-1 Protein), respectively. Culture medium supplementation with whey protein concentrate (0.1%, w/v) and corn steep liquor (0.3%, w/v) not only improved the production of both enzymes but also enabled them to be produced simultaneously. Under these conditions, α-amylase and protease production reached a maximum in 18 hours with levels of 401 U.mg-1 protein and 78 U.mg-1 protein, respectively. The compatibility of the enzymes produced with commercial laundry detergent was investigated. In the presence of Campeiro® detergent, α-amylase activity increased while protease activity decreased by about 27%. These enzymes improved the cleaning power of Campeiro® detergent since they were able to remove egg yolk and tomato sauce stains when used in this detergent.

Assessment of fructooligosaccharides production from sucrose in aqueous and aqueous-organic systems using immobilized inulinase from Kluyveromyces marxianus NRRL Y-7571

This work investigated the fructooligosaccharides (FOS) synthesis by immobilized inulinase obtained from Kluyveromyces marxianus NRRL Y-7571 in aqueous and aqueous-organic systems using sucrose as substrate. The sequential strategy of experimental design was used to optimize the FOS conversion in both systems. For the aqueous-organic system, a 2(6-2) fractional design was carried out to evaluate the effects of temperature, sucrose concentration, pH, aqueous/organic ratio, enzyme activity, and polyethylene glycol concentration. For the aqueous system, a central composite design for the enzyme activity and the sucrose concentration was carried out. The highest fructooligosaccharides yield (Y FOS) for the aqueous-organic system was 18.2 ± S0.9 wt%, at 40 ºC, pH 5.0, sucrose concentration of 60% (w/w), enzyme activity of 4 U.mL-1, and aqueous/organic ratio of 25/75 wt%. The highest Y FOS for the aqueous system was 14.6 ± 0.9 wt% at 40 ºC, pH 5.0, sucrose concentration of 60 wt%, and enzyme activity of 4.0 U.mL-1.

Hospitalization rates for pneumococcal disease in Brazil, 2004 - 2006

OBJECTIVE: To estimate hospitalization rates for pneumococcal disease based on the Brazilian Hospital Information System (SIH). METHODS: Descriptive study based on the Hospital Information System of Brazilian National Health System data from January 2004 to December 2006: number of hospitalizations and deaths for pneumococcal meningitis, pneumococcal sepsis, pneumococcal pneumonia and Streptococcus pneumoniae as the cause of diseases reported in Brazil. Data from the 2003 Brazilian National Household Survey were used to estimate events in the private sector. Pneumococcal meningitis cases and deaths reported to the Notifiable Diseases Information System during the study period were also analyzed. RESULTS: Pneumococcal disease accounted for 34,217 hospitalizations in the Brazilian National Health System (0.1% of all hospitalizations in the public sector). Pneumococcal pneumonia accounted for 64.8% of these hospitalizations. The age distribution of the estimated hospitalization rates for pneumococcal disease showed a "U"-shape curve with the highest rates seen in children under one (110 to 136.9 per 100,000 children annually). The highest hospital case-fatality rates were seen among the elderly, and for sepsis and meningitis. CONCLUSIONS: PD is a major public health problem in Brazil. The analysis based on the SIH can provide an important input to pneumococcal disease surveillance and the impact assessment of immunization programs.

Relevant prevalence of Mycoplasma hominis and Ureaplasma urealyticum serogroups in HIV-1 infected men without urethritis symptoms

M. hominis and U. urealyticum are the better-known mycoplasma species pathogenic to the human genitourinary tract, causing mainly urethritis, bacterial vaginosis and pregnancy complications. In HIV-infected patients, the prevalence and role of these species is still not well known. The aim of this work was to determinate the prevalence of these species in this group of male patients (HIV group), in comparison to a group of men with clinical symptoms of urethritis (STD group). M. hominis was isolated from 7.5% patients (8/106) and U. urealyticum from 18.9% patients (20/106) from the HIV group, being among these 62.5% and 85% in significant concentrations, respectively. In the STD group these rates were 0.9% (1/110) for M. hominis and 13.6% (15/110) for U. urealyticum, being 100% and 93.3% in significant concentrations, respectively. We could demonstrate infection rates by these mycoplasma species in the HIV group as high as the one found in the STD one, what may indicate the occurrence of opportunistic infections in our population. This fact is discussed here because in immunosuppressed patients, specially M. hominis has been reported causing severe infections, even systemically.

Tuberculosis among HIV-1-infected subjects in a tertiary out-patient service in São Paulo city, Brazil

TB is currently considered to be the most important infectious disease among HIV-1-infected subjects in developing countries, such as Brazil. A retrospective analysis of TB cases was performed, occurring from January 1995 to December 2010 in our cohort of 599 HIV positive patients. The primary outcome was the occurrence of active TB. Forty-one TB cases were diagnosed over this period of 16 years, among 599 HIV positive patients in an open cohort setting in the city of Sao Paulo, Brazil. All-time lowest mean CD4 T cell count at the time of TB diagnosis was 146 and 186 cells/mm³, respectively. The mean HIV viral load was 5.19 log10 copies/mL, and 59% of the patients were on HAART. TB incidence was 1.47 per 100 person-years, for a total follow-up time of 2775 person-years. The probability of surviving up to 10 years after diagnosis was 75% for TB patients as opposed to 96% for patients with other, non-TB opportunistic diseases (p = 0.03). TB can be considered a public health problem among people living with HIV in Brazil despite of the widespread use of antiretrovirals for the treatment of HIV infection/AIDS.