Partial purification of tightly bound mitochondrial hexokinase from maize (Zea mays L.) root membranes

In mammals, hexokinase (HK) is strategically located at the outer membrane of mitochondria bound to the porin protein. The mitochondrial HK is a crucial modulator of apoptosis and reactive oxygen species generation. In plants, these properties related to HK are unknown. In order to better understand the physiological role of non-cytosolic hexokinase (NC-HK) in plants, we developed a purification strategy here described. Crude extract of 400 g of maize roots (230 mg protein) contained a specific activity of 0.042 µmol G6P min-1 mg PTN-1. After solubilization with detergent two fractions were obtained by DEAE column chromatography, NC-HK 1 (specific activity = 3.6 µmol G6P min-1 mg PTN-1 and protein recovered = 0.7 mg) and NC-HK 2. A major purification (yield = 500-fold) was obtained after passage of NC-HK 1 through the hydrophobic phenyl-Sepharose column. The total amount of protein and activity recovered were 0.04 and 18%, respectively. The NC-HK 1 binds to the hydrophobic phenyl-Sepharose matrix, as observed for rat brain HK. Mild chymotrypsin digestion did not affect adsorption of NC-HK 1 to the hydrophobic column as it does for rat HK I. In contrast to mammal mitochondrial HK, glucose-6-phosphate, clotrimazole or thiopental did not dissociate NC-HK from maize (Zea mays) or rice (Oryza sativa) mitochondrial membranes. These data show that the interaction between maize or rice NC-HK to mitochondria differs from that reported in mammals, where the mitochondrial enzyme can be displaced by modulators or pharmacological agents known to interfere with the enzyme binding properties with the mitochondrial porin protein.

Otimização da secagem do malte de Zea mays

Neste trabalho foi feita a otimização do processo de secagem do malte de milho (Zea mays) com o objetivo de gerar um derivado de alto valor comercial sem reduzir a atividade das enzimas presentes neste, alfa e beta - amilases, e tentar agregar valor à cultura do milho. Modelos de curvas de secagem foram usados para simular as isotermas de secagem. Um planejamento fatorial completo do tipo 2² foi feito, usando como fatores o tempo (5,18; 6; 8; 10 e 10,8 h) em torno do tempo de secagem para determinação de umidade em alimento e a temperatura (54, 65 e 76 °C) próxima do ótimo das enzimas e a atividade enzimática no malte como resposta. O modelo que mais se ajustou aos dados de cinética de secagem foi o de Henderson e Henderson, e a umidade média retirada do malte foi maior que 40%. A otimização da secagem indicou que se deve operar o secador na região que se aproxima dos 54 °C e da faixa de 5,18 a 6 h de processo. O malte obtido possuiu um bom potencial enzimático, sendo possível assim, contribuir para a agregação de valor à cultura do milho.

Isotermas de adsorción en harina de maíz (Zea mays L.)

El objetivo de este trabajo fue determinar las isotermas de adsorción de humedad de harina de maíz a tres temperaturas (7, 22 y 45 °C) para el rango de a w entre 0,10 y 0,95. Las isotermas se modelaron utilizando siete ecuaciones comúnmente aplicadas en alimentos. La calidad de ajuste se evaluó con el coeficiente de regresión (r²) y el porcentaje de error medio relativo (% E), en función de los cuales se observó que los modelos propuestos por GAB, Oswin y Halsey ajustaron de mejor manera los datos experimentales. La humedad de la monocapa (Xm) y la humedad de seguridad (X S) presentaron dependencia con la temperatura con valores de Ea de 13,6 y 3,3 kJ/mol, respectivamente. Se cálculo el calor isostérico de adsorción (Q S) usando la ecuación de Clausius-Clapeyron, obteniéndose un máximo de 21 kJ/mol, para una humedad de 0,075 g agua/g m.s., este parámetro se modeló utilizando la ecuación propuesta por Tsami.

Extração de corantes de milho (Zea mays L.)

Os corantes naturais foram amplamente utilizados de forma artesanal até antes do surgimento dos corantes sintéticos. O estudo e uso dos corantes naturais voltaram a ter importância nestes últimos anos devido aos questionamentos dos organismos internacionais da saúde e dos consumidores pelo uso indiscriminado dos corantes sintéticos, ligados ao desenvolvimento de doenças degenerativas e ao impacto ambiental. O corante extraído do milho roxo (Zea mays L.) tem sido utilizado ao longo da história pela civilização Inca na preparação de alimentos e no tingimento de fibras têxteis. Neste trabalho, os pigmentos do grupo das antocianinas foram extraídos das variedades de milho roxo e do milho vermelho (Z. mays L.) e depois foram caracterizados. Três métodos de extração foram utilizados: imersão, lixiviação com algumas modificações e extração supercrítica (ESC). O melhor método para extração foi o da lixiviação que alcançou 88% (m/m) de rendimento, em função da massa do corante extraído e da matéria-prima. Também utilizando a lixiviação modificada, foi possível concentrar em 3% os compostos acilados, assim como recuperar 85% dos solventes utilizados. Um indicador de pH foi obtido pela fixação das antocianinas num papel de filtro, com base na estabilidade das antocianinas, ferramenta que pode ser utilizada em laboratórios de ensino de química.

Purificação de amilases de malte de Zea mays

Neste trabalho realizou-se a purificação das enzimas α e β-amilases de malte de milho combinando os processos de adsorção em leito expandido com o fracionamento por etanol. Alimentaram-se 5 mL de uma solução a 2% de malte de milho em tampão fosfato 0,05 M a pH 5 em uma coluna contendo as resinas de troca iônica Amberlite IRA 410, em leito fixo de 4 cm fluidizado para 8 cm. A eluição foi promovida com NaCl 0,25M com 14 mL/minuto de vazão descendente e o material eluído foi fracionado com álcool etílico nas concentrações de 40-70%, 50-80% e 60-90% (v/v) a 20 e 30 ºC. A recuperação da atividade e o fator de purificação foram de 95% e 23 vezes, respectivamente, na primeira etapa. A melhor condição de fracionamento das enzimas foi apresentada a 50-80% de álcool e 20 ºC, e o fator de purificação ficou acima de 100 vezes.

Effect of different calcium sources on the antioxidant stability of tortilla chips from extruded and nixtamalized blue corn (Zea mays L.) flours

This research aimed to develop tortilla chips (TC) high in antioxidants from extruded and nixtamalized blue corn flours prepared with calcium hydroxide Ca(OH)2 and calcium lactate C6H10O6Ca. Tortilla chips were made with extruded flours [0.1% Ca(OH)2; 0.9% C6H10O6Ca; without calcium] and nixtamalized flours [1% Ca(OH)2; 2.95% C6H10O6Ca] using the frying process. Total anthocyanin, total phenolics content, antioxidant activity, color, texture, and oil content were determined. The color of tortilla chips from extruded flours (TCEF) showed high values of the parameters a* and b* indicating a reduction in the blue color. These color parameters were significantly different from those observed in tortilla chips from nixtamalized flours (TCNF), which tended to be more blue. The TCEF retained 15% anthocyanins, 34% phenolics, and 54% antioxidant activity. Pearson's correlation analysis indicated that anthocyanins and phenolics correlated significantly with antioxidant activity and color. TCEF with both calcium sources showed higher fracturability compared with that of TCNF. Oil absorption showed an opposite effect, with lower oil content in TCEF. Nixtamalization and extrusion with C6H10O6Ca resulted in flours and TC high in anthocyanins and antioxidant activity, representing an alternative production process for corn snack high in antioxidants.

Influence of the moisture at harvest and drying process of the grains on the level of carotenoids in maize (Zea mays)

AbstractMaize is considered a source of carotenoids; however, these compounds are highly unstable, degraded by high temperatures, exposure to light and presence of oxygen. The objective of this work was to evaluate the influence of the moisture and type of drying applied to grains on the level of carotenoids in yellow maize. The experiment was conducted in a completely randomized design (2 × 4 factorial), two levels of initial moisture at the harvest (22 and 19%) and three types of drying (in the sun; in the shade and in a dryer) and control (no drying). The samples of grains after drying with 12% of final moisture were analyzed by concentration of total carotenoids, carotenes (α-carotene + β-carotene), monohydroxilated carotenoids (β-cryptoxanthin), and xanthophylls (lutein + zeaxanthin). Initial moisture, type of drying and the interaction between moisture versus drying influence (p≤0.05) the levels of carotenoids in grains. This is the first report about the drying conditions and harvest’s initial moisture as influence on the profile and content of carotenoids in maize grains. Based on the results, this work suggested that the harvest be carried out preferably when the grains present 22% humidity, with drying in a dryer or in shade for further use or storage.

Critical-point yield model to estimate yield damage caused by Cercospora zea-maydis in corn

A model to estimate damage caused by gray leaf spot of corn (Cercospora zea-maydis) was developed from experimental field data gathered during the summer seasons of 2000/01 and during the second crop season [January-seedtime] of 2001, in the southwest of Goiás state. Three corn hybrids were grown over two seasons and on two sites, resulting in 12 experimental plots. A disease intensity gradient (lesions per leaf) was generated through application, three times over the season, of five different doses of the fungicide propiconazol. From tasseling onward, disease intensity on the ear leaf (El), and El - 1, El - 2, El + 1, and El + 2, was evaluated weekly. A manual harvest at the physiological ripening stage was followed by grain drying and cleaning. Finally, grain yield in kg.ha-1 was estimated. Regression analysis, performed between grain yield and all combinations of the number of lesions on each leaf type, generated thirty linear equations representing the damage function. To estimate losses caused by different disease intensities at different corn growth stages, these models should first be validated. Damage coefficients may be used in determining the economic damage threshold.

Eficiência do modelo Ceres-Maize na simulação do desempenho de híbridos de milho

O modelo Ceres-Maize foi desenvolvido para simulação do desenvolvimento e desempenho da cultura do milho e tem sido utilizado como ferramenta de auxílio no planejamento das safras e tomadas de decisões pelos agricultores de diversos países. Com o objetivo de avaliar a eficiência do modelo Ceres-Maize na simulação do desempenho de híbridos de milho nas condições tropicais, foi conduzido um experimento utilizando cinco híbridos (AG7000, AG8060, DKB199, GNZ2004 e P30F90) avaliados em três épocas de semeadura (24/11/2006, 19/12/2006 e 13/01/2007) na Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG. O delineamento foi o DBC com três repetições. Avaliaram-se datas de florescimento e maturidade fisiológica, número de grãos por metro quadrado, massa de grãos e produtividade de grãos, que foram comparados com os dados simulados pelo quadrado médio do erro (RSME), porcentagem de desvio (PD) e índice de concordância (d). Os resultados indicaram que o milho semeado em janeiro apresentou menores valores de número de grãos por metro quadrado, massa de grão e produtividade de grãos do que semeaduras em novembro e dezembro. O Ceres-Maize mostrou-se muito eficiente para simular as datas de florescimento e de maturidade fisiológica em razão dos valores de RSME terem sido inferiores a 10%, os de 'd' superiores a 0,80 e o maior valor de PD -11%. Para o número de grãos por metro quadrado, massa de grãos e produtividade de grãos, a simulação foi considerada boa com valores de RSME inferiores a 20%. Para essas variáveis foram observados maiores valores de PD, principalmente na última época de semeadura, evidenciando que condições ambientais não favoráveis ao bom desempenho da cultura afetam a eficiência da simulação. O modelo Ceres-Maize mostrou ser boa ferramenta de simulação das características agronômicas de híbridos de milho.

Avaliação de caracteres agronômicos da cultura do milho mediante a redução do espaçamento entre linhas e aumento da densidade populacional

Atualmente, no Brasil, vem ocorrendo grande adoção da tecnologia de redução do espaçamento entre linhas e aumento da densidade populacional na cultura do milho (Zea mays L.). Objetivando avaliar a influência da variação de espaçamento entre linhas e densidade de plantio da cultura do milho, um experimento foi instalado na fazenda Santa Rita (Araporã-MG). Utilizou-se o delineamento experimental em blocos casualizados, em esquema fatorial 2 x 3, sendo dois espaçamentos, 0,45 e 0,90 m, e três densidades populacionais, 60.000, 75.000 e 90.000 pl ha-1, com quatro repetições, em que cada parcela foi constituída de quatro linhas de 4 m de comprimento. Consideram-se para avaliação as duas linhas centrais, desprezando 0,5 m em ambas as extremidades. Avaliaram-se os seguintes caracteres agronômicos: diâmetro dos colmos, altura de plantas, altura da inserção das espigas, produtividade, peso de 1.000 grãos (g), comprimento de espiga (cm), número de fileiras de grãos por espiga, número de grãos por fileira, e porcentagem de espigas por parcela (%). Observou-se incremento significativo na produtividade da cultura tanto com a redução do espaçamento entre linhas quanto com o aumento da densidade populacional.

Eficiência nutricional do milho cv. BRS 1030 submetido à omissão de macronutrientes em solução nutritiva

Em casa de vegetação, desenvolveu-se experimento com delineamento inteiramente casualizado, com sete tratamentos e três repetições, a fim de estudar a influência da omissão de nutrientes nas relações de eficiência (eficiência de absorção, translocação e utilização) deplantas de milho cv. BRS 1030 crescidas em solução nutritiva de Hoagland & Arnon (1950), completa e com omissão de N, P, K, Ca, Mg e S, durante 30 dias. Após esse período, as plantas foram coletadas, separadas em parte aérea e raiz, secadas e em seguida pesadas e moídas, para determinação dos teores de macronutrientes e obtenção dos índices de eficiência. A omissão de macronutrientes promove diminuição na produção de massa seca da planta inteira e na eficiência de absorção dos nutrientes, quando comparada à do tratamento completo. A omissão de P, Mg e S resulta em maior eficiência de utilização, comparada com o tratamento completo. Plantas deficientes retranslocam os nutrientes, tentando manter seu conteúdo nas folhas medianas (ou parte aérea) em relação aos demais órgãos.

Inter-relações de nitrogênio e fósforo na capacidade de combinação e na seleção em milho

Tem sido observada, em milho, a redução da absorção de nitrogênio (N), por causa da deficiência de fósforo (P), mas o efeito dessa combinação na seleção de genitores ainda precisa de estudos. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os efeitos das inter-relações de P e N na capacidade de combinação e seleção de genitores de milho. As 28 combinações híbridas (CH), obtidas de um dialelo completo entre oito genótipos de milho e três testemunhas, foram avaliadas em quatro ambientes, obtidos pelas combinações de alta e baixa disponibilidade de P e N. Avaliaram-se o rendimento de grãos (RG) e as características secundárias: altura de plantas (AP) e espigas (AE), índice de colheita (IC), peso volumétrico (PV), prolificidade (PRL) e massa seca da parte aérea (MSPA). O efeito do estresse de N no RG foi similar em baixo e alto P. O genótipo P3041 apresentou alto RG em todos os ambientes. As correlações genéticas das características secundárias com o RG foram afetadas pelos ambientes. Em alto P, a capacidade geral de combinação (CGC) foi significativa para RG apenas em alto N. Em baixo P, a CGC apresentou significância em ambos os níveis de N. Os genótipos AG1051 e P3041 tiveram estimativas positivas de CGC em todos os ambientes. Conclui-se que, para o rendimento de grãos, a CGC somente não é importante em alto P e baixo N e a CEC não é importante em estresse de P ou N.

Eficiência de adubos fosfatados associados ao enxofre elementar na cultura do milho

A eficiência agronômica dos adubos fosfatados pode ser afetada pelas fontes de fósforo, propriedades do solo, modo de aplicação e espécie vegetal. Com o objetivo de comparar a eficiência do fosfato natural reativo (FNR) e do superfosfato triplo (SFT) associado ao enxofre elementar, aplicados no sulco de plantio na cultura do milho, instalouse um experimento em condições de campo no município de Toledo, Paraná, em um Latossolo Vermelho eutroférrico. O delineamento experimental consistiu de blocos inteiramente casualizados, em esquema fatorial 2x4x2, sendo duas fontes de fósforo (FNR e SFT), três doses de adubação (100, 200 e 300 kg ha-1 de P2O5) mais uma testemunha para cada fonte, e adição ou não de enxofre elementar (0 e 30 kg ha-1de S°), aplicados no sulco de plantio em quatro repetições. As parcelas foram constituídas por quatro linhas com 6 m de comprimento espaçadas 0,9 m, utilizando-se como área útil as duas linhas centrais desprezando-se 0,5 m das extremidades. A adubação com N e K e os tratamentos com P e S° foram realizados manualmente no sulco de plantio, sendo posteriormente semeadas com o híbrido Agroceres 8021. O SFT proporcionou maior rendimento de grãos, em comparação com o FNR, no primeiro ano de cultivo. A eficiência agronômica do FNR foi de 43% e 33% na presença e ausência de S, respectivamente. O teor de fósforo no tecido foliar foi inferior com o uso do FNR. A dose de 30 kg ha-1 de S elementar não interferiu no pH do solo, mas aumentou a eficiência da adubação fosfatada.

Sulfato de amônio e uréia em cobertura no milho em semeadura direta no Cerrado

A aplicação de nitrogênio no milho de forma antecipada, tanto na semeadura da planta de cobertura como em pré-semeadura pode otimizar os trabalhos dentro da propriedade. Objetivou-se avaliar a influência nas concentrações foliares e produtividade de grãos do milho do parcelamento do nitrogênio suplementar à semeadura em área de dois anos de soja, em solo de textura média e quantificar a recuperação do nitrogênio do sulfato de amônio e da úreia, utilizando a técnica da diluição isotópica (15N). Os tratamentos constaram da aplicação de 110 kg ha-1 de nitrogênio em épocas distintas: na semeadura do milheto -5 dias antes da semeadura do milho -em cobertura, quando as plantas tinham 5-7 folhas; -e em cobertura quando as plantas tinham 9-10 folhas. Há diferença de produtividade de grãos e concentrações foliares de nitrogênio, fósforo, cálcio e enxofre quando se aplica nitrogênio suplementar à semeadura em diferentes épocas em relação a ausência de fertilização. O parcelamento de 110 kg ha-1 entre pré-semeadura e cobertura ou apenas na cobertura não altera a recuperação total do fertilizante. A recuperação do nitrogênio do sulfato de amônio aplicado em cobertura é maior quando comparada à uréia, sendo ainda que o parcelamento de sulfato de amônio em cobertura apresenta maior recuperação em relação ao fornecimento em uma única aplicação.

Perfil do manejo da cultura de milho no sudoeste do Paraná

Esse trabalho teve por objetivo caracterizar o sistema produtivo da cultura do milho no sudoeste do Paraná, para subsidiar programas de Pesquisa & Desenvolvimento, além de transferência de tecnologias regionais. A pesquisa foi realizada durante os anos de 2007 e 2008, sendo baseada na aplicação de um questionário para 305 produtores de milho e residentes em alguns municípios da região sudoeste do Paraná. Os questionários possuíam questões referentes às características do manejo da cultura e sobre a propriedade rural. Verificou-se que muitos agricultores não realizam todas as práticas adequadas de manejo, necessárias para um desenvolvimento sustentável da cultura do milho. Os principais manejos que interferem na produção de milho são a deficiência hídrica e controle de plantas daninhas, pragas e doenças. Como aspectos positivos aparece a aquisição de sementes certificadas pela maioria dos agricultores; porém, o nível tecnológico não acompanha as exigências genéticas das bases genéticas dos híbridos mais escolhidos pelos agricultores. Contudo, os agricultores estão interessados na realização de cursos de capacitação e na integração com a Universidade e com os órgãos de extensão.