Avaliação da influência de surfactantes químico e biológico na hidrólise enzimática de casca de coco verde após pré-tratamento ácido/alcalino e com peróxido de hidrogênio alcalino

In Brazil many types of bioproducts and agroindustrial waste are generated currently, such as cacashew apple bagasse and coconut husk, for example. The final disposal of these wastes causes serious environmental issues. In this sense, waste lignocellulosic content, as the shell of the coconut is a renewable and abundant raw material in which its use has an increased interest mainly for the 2nd generation ethanol production. The hydrolysis of cellulose to reducing sugars such as glucose and xylose is catalysed by a group of enzymes called cellulases. However, the main bottleneck in the enzymatic hydrolysis of cellulose is the significant deactivation of the enzyme that shows irreversible adsorption mechanism leading to reduction of the cellulose adsorption onto cellulose. Studies have shown that the use of surfactants can modify the surface property of the cellulose therefore minimizing the irreversible binding. The main objective of the present study was to evaluate the influence of chemical and biological surfactants during the hydrolysis of coconut husk which was subjected to two pre-treatment in order to improve the accessibility of the enzymes to the cellulose, removing this way, part of the lignin and hemicellulose present in the structure of the material. The pre-treatments applied to coconut bagasse were: Acid/Alkaline using 0.6M H2SO4 followed by 1M NaOH, and the one with Alkaline Hydrogen Peroxide at a concentration of 7.35% (v/v) and pH 11.5. Both the material no treatment and pretreated were characterized using analysis of diffraction X-ray (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and methods established by NREL. The influence of both surfactants, chemical and biological, was used at concentrations below the critical micelle concentration (CMC), and the concentrations equal to the CMC. The application of pre-treatment with coconut residue was efficient for the conversion to glucose, as well as for the production of total reducing sugars, it was possible to observe that the pretreatment fragmented the structure as well as disordered the fibers. Regarding XRD analysis, a significant increase in crystallinity index was observed for pretreated bagasse acid/alkali (51.1%) compared to the no treatment (31.7%), while that for that treated with PHA, the crystallinity index was slightly lower, around 29%. In terms of total reducing sugars it was not possible to observe a significant difference between the hydrolysis carried out without the use of surfactant compared to the addition of Triton and rhamnolipid. However, by observing the conversions achieved during the hydrolysis, it was noted that the best conversion was using the rhamnolipíd for the husk pretreated with acid/alkali, reaching a value of 33%, whereas using Triton the higher conversion was 23.8%. The coconut husk is a residue which can present a high potential to the 2nd generation ethanol production, being the rhamonolipid a very efficient biosurfactant for use as an adjuvant in the enzymatic process in order to act on the material structure reducing its recalcitrance and therefore improving the conditions of access for enzymes to the substrate increasing thus the conversion of cellulose to glucose.

Obtención de péptidos alimentarios mediante hidrólisis enzimática con efectos sobre la salud intestinal

En la presente Tesis Doctoral, se estudió la obtención e identificación de péptidos alimentarios mediante el uso de hidrólisis enzimática y sus efectos sobre la salud gastrointestinal. La secuenciación y cuantificación de los péptidos se realizó mediante cromatografía de líquidos de alta eficacia en fase inversa acoplada a espectrometría de masas en tándem (RP-HPLC-MS/MS). Se analizaron distintos hidrolizados y digeridos gastrointestinales de caseínas, proteínas de suero de leche y lunasina. Inicialmente, se propone la producción de caseinofosfopéptidos (CPPs) mediante la hidrólisis con tripsina de un subproducto de caseína generado durante la fabricación de un ingrediente funcional con actividad antihipertensiva. La identificación y la semi-cuantificación de CPPs revelaron algunos cambios cualitativos y cuantitativos en los CPPs generados en los hidrolizados con distintas condiciones de tiempo de hidrólisis y precipitación selectiva. Una vez realizada la identificación de CPPs en los hidrolizados trípticos, el subproducto también se sometió a un proceso de digestión gastrointestinal simulando las condiciones fisiológicas. La comparación de los péptidos resultantes mostró gran homología en las secuencias de CPPs formados por la hidrólisis con tripsina y la digestión gastrointestinal simulada. Se observó que algunas regiones de αS1-caseína, concretamente las comprendidas entre los residuos (43-59) y (60-74), de la αs1-caseína y los residuos (1-25) y (30-50) de β-caseína, fueron capaces de resistir tanto a la hidrólisis con tripsina como a la digestión gastrointestinal. Por lo tanto, se demuestra que el subproducto industrial puede ser empleado como fuente de CPPs para favorecer la absorción de minerales a nivel intestinal...

Ontogenia del sistema digestivo y caracterización de la actividad enzimática de las larvas de chita Anisotremus scapularis (Tschudi, 1846)

La chita Anisotremus scapularis es un pez marino que habita las costas de Perú, es muy valorado para el consumo humano directo, y, es considerada una especie con potencial acuícola. El cultivo larval en muchas especies de peces marinos se considera como uno de los cuellos de botella para el desarrollo de la tecnología de cultivo a escala comercial, este es el caso de la chita. Como primer alimento y durante los primeros días de vida de las larvas se les suministra presas vivas, y posteriormente, cuando poseen un sistema digestivo más desarrollado, se les suministra alimento balanceado. Sin embargo, los alimentos vivos más empleados no satisfacen los requerimientos nutricionales de las larvas convirtiéndose en un punto crítico. Es por ello, que en los últimos años diversas investigaciones han concentrado sus esfuerzos en la sustitución del alimento vivo por alimento balanceado; no obstante, esto exige un buen conocimiento de la organización y funcionalidad del sistema digestivo. En este sentido, en el presente trabajo se investigan algunos aspectos de la fisiología nutricional de las larvas de chita durante los primeros 30 días de vida. Las larvas fueron cultivadas a partir de huevos obtenidos de desoves naturales de un lote de reproductores mantenidos en cautiverio en el Laboratorio de Cultivo de Peces del Instituto del Mar del Perú (IMARPE). El estudio del crecimiento en longitud, los análisis histológicos y la caracterización enzimática se realizaron a partir de muestras de larvas colectadas a los 0, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 14, 18, 22, 26 y 30 días después de la eclosión (DDE). Para los análisis histológicos, las larvas fueron sometidas a un proceso de deshidratación e inclusión en parafina, y teñidos utilizando la técnica de hematoxilina-eosina. La cuantificación de las enzimas digestivas de la chita, proteasas totales (ácidas y alcalinas), tripsina, leucina aminopeptidasa, lipasas dependientes de sales biliares y alfa-amilasa se llevó a cabo con técnicas espectrofotométricas. Al momento de la eclosión, las larvas poseen un tubo digestivo recto e histológicamente indiferenciado ubicado dorsalmente con respecto al saco vitelino, que se caracteriza por poseer una gota de aceite. Entre los 2 y 4 DDE, se observaron los mayores cambios en el desarrollo del sistema digestivo, entre los más importantes están la diferenciación de la bucofaringe, esófago e intestino, plegamiento de la mucosa intestinal, la formación de las microvellosidades en los enterocitos y el desarrollo de sus glándulas anexas, hígado y páncreas, los cuales permitieron la ingestión, digestión y absorción de los primeros alimentos exógenos ingeridos por las larvas. El mayor cambio que se observó en días posteriores fue la observación de un estómago en desarrollo, con la diferenciación de las glándulas gástricas (26 DDE). Las enzimas digestivas analizadas, fueron detectadas desde el momento de la eclosión de las larvas, antes de la apertura de la boca, y se incrementaron con la edad de los organismos. En general, se observó incrementos en la actividad total de las enzimas digestivas a partir de los 8 y 10 DDE o a los 4 mm de longitud total (LT), particularmente con aumentos más marcados en la actividad de las lipasas y de la leucina aminopeptidasa. Para la actividad de proteasas alcalinas totales, tripsina y alfa-amilasa, los aumentos fueron evidentes a partir de los 22 DDE o entre 6 y 7 mm de LT. La actividad de las proteasas ácidas se evidenció e incrementó a partir del 26 DDE o a los 9 mm de LT. En cuanto los patrones de actividad específica, en general, se observaron incrementos súbitos de la actividad que se relacionan con los periodos de transición de la alimentación endógena a exógena (3-6 DDE), y con el cambio de alimentación de rotíferos a metanauplios de Artemia (26 DDE). También, exceptuando la actividad de la leucina aminopeptidasa, se observaron estos incrementos súbitos antes de la primera alimentación. Con base al análisis histológico y bioquímico de las larvas de chita, se recomienda iniciar el destete a los 26 DDE.

Efectos de los procesos de ultrafiltración y de hidrólisis enzimática sobre las propiedades funcionales del plasma bovino deshidratado

En la Argentina la sangre obtenida del faenado del ganado bovino es considerada un subproducto de menor valor, a pesar de su alto contenido de proteínas de gran calidad. A diferencia de lo que ocurre en algunos países, en los cuales la sangre (o alguno de sus componentes) se utiliza como complemento alimenticio humano, en nuestro país sólo una pequeña fracción de la sangre recolectada es aprovechada, destinándola principalmente a consumo animal. En este trabajo de Tesis se evaluó el potencial como aditivo alimentario humano del plasma bovino deshidratado, un derivado de la sangre bovina que se utiliza únicamente como complemento nutricional animal. En la Primera Parte de este trabajo se obtuvo Plasma Desmineralizado mediante un proceso de diafiltración y se evaluaron algunas de sus propiedades funcionales (Solubilidad, Capacidad de Retención de Agua, capacidad de Retención de Aceite, Capacidad Emulsionante, Capacidad Espumante y Capacidad Antioxidante), comparándolas con las del plasma sin diafiltrar. Como resultado de las tareas llevadas a cabo en esta Primera Parte, se lograron establecer las condiciones operativas para efectuar el proceso de diafiltración de manera eficaz y se pudo evaluar el efecto de dicho proceso sobre las Propiedades Funcionales del plasma consideradas. La Solubilidad del plasma resultó alta en un amplio rango de pH, e incluso mejoró luego del proceso de diafiltración en algunos valores de pH. Los procesos realizados al plasma aumentaron su Capacidad de Retención de Agua; en cambio, su Capacidad de Retención de Aceite disminuyó. El plasma mostró una Capacidad Emulsionante acorde a lo descripto en la bibliografía; la diafiltración y la posterior deshidratación no la afectaron, pero sí aumentaron la estabilidad de las emulsiones formadas. El plasma mostró una gran capacidad para formar espumas estables, las cuales no resultaron afectadas por los procesos efectuados sobre el mismo. El plasma deshidratado original mostró una Capacidad Antioxidante similar a la descripta en la bibliografía. El efecto del proceso de diafiltración sobre la misma no pudo ser establecido. En la Segunda Parte de este trabajo se obtuvieron dos hidrolizados enzimáticos a partir del plasma, utilizando la enzima Alcalase, con diferentes grados de hidrólisis. Se evaluaron las propiedades funcionales de los hidrolizados, comparándolas entre sí y con las del plasma original. Como resultado de estas tareas se definieron las condiciones del proceso de hidrólisis, comprobándose la obtención de fragmentos proteicos y péptidos de distinto tamaño molecular. Con respecto a las Propiedades Funcionales, los hidrolizados obtenidos resultaron ligeramente más solubles que el plasma deshidratado original, y la hidrólisis con Alcalase afectó notoriamente a las propiedades surfactantes de las proteínas plasmáticas, tanto a la Capacidad Emulsionante como a la Capacidad Espumante. En cambio, la hidrólisis enzimática aumentó marcadamente la Capacidad Antioxidante del plasma deshidratado. Los hidrolizados obtenidos presentaron una actividad de secuestro de radicales libres significativamente mayor que la del plasma original, y esa mayor actividad antioxidante resultó asociada al menor tamaño de los péptidos obtenidos. En virtud de los resultados obtenidos, se concluye que el plasma bovino deshidratado, tanto en su forma original como desmineralizado, tiene potenciales aplicaciones como aditivo alimentario para mejorar algunas propiedades funcionales de los alimentos, y que los hidrolizados que se obtuvieron de él con la enzima Alcalase poseen una alta capacidad antioxidante, que los haría viables para ser utilizados como aditivos conservantes para prolongar la vida útil de los alimentos. De ser viable su uso en alimentos humanos, esto aumentaría el valor agregado de este subproducto de la industria cárnica. Por último, se discuten algunas líneas de trabajo que deberían realizarse para completar su posible implementación en la industria alimenticia humana.

Sistema de coexpresión enzimática para la producción de D-aminoácidos

La presente invención se refiere a un vector de coexpresión para la preparación de D-aminoácidos o derivados de D-aminoácidos, a partir de la mezcla racémica de la D,L-5-hidantoína correspondiente y a un sistema enzimático que da lugar a una ruta metabólica nueva de utilidad en dicho procedimiento, que cataliza la conversión estereoselectiva de D,L-5-hidantoína hasta D-aminoácido y la racemización entre los enantiómeros de la misma.

Alternativas de uso da borra de café através de hidrólise ácida, enzimática, ou como substrato para a produção das enzimas: lacase e celulase

In the industrial production of soluble coffee, huge amounts of extracted coffee residues are generated; onaverage, for eachtonne of green coffee extracted, 480 kg of coffee ground waste is produced. This is a solid residue currently used to generate energy at the steam boilers from the soluble coffee industry. Some is also used or as fertilizer on agriculture fields. Seeking a better end use, the work reported here aimed to study the viability of hydrolyzing the coffee ground residue for the production of carbohydrates. Hydrolysis was undertaken with hydrochloric acid at different temperatures and pressures, using a water bath or autoclave.An enzymatic hydrolysis with Viscozyme Lwas developed using Whatman filter paper No1 and the optimal conditions were determined using a rotational central composite experimental design (DCCR).The best conditions to hydrolyze filter paper cellulose were 50 FBG (Fungal β-glucanase) of Viscozyme L at pH 4.0 for 1.0 h and 45 ºC. The ground coffee was hydrolyzed under the same conditions as described above for filter paper, however this enzymatic hydrolysis was not efficient. A combination of enzymatic hydrolysis as a pre-treatment for the ground coffee followed by acid hydrolysis using HCl conducted in an autoclave (120 C for 2.0 h) resulted in higher production of glucose as analyzed by HPLC. Another end use of the ground coffee evaluated was as source of substrate in the culture medium to grow Botryosphaeria rhodina MAMB-05 to produce the enzymes laccase and cellulase. Highest enzyme titres obtained were with 8% (w/v) coffee grounds to which was added a minimum salts medium(Vogel), under agitation conditions (180 rpm) at 28ºC. The phenolic compounds present in the coffee grounds appear to have induced laccase by Botryosphaeria rhodina.

Produção enzimática de biodiesel a partir de resíduos agro-industriais usando a lipase imobilizada de origem microbiana

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica

Purificação e caracterização de uma ß-glucuroniodase extraída do molusco Mesogastropoda Ampularidae Pomacea sp

This work studies the involved enzymatic way in the metabolism of glycosaminoglycans sulfateds in the mollusc Pomacea sp. Had been identified endoglycosidases and exoglycosidases in the enzymatic extract of the mollusc Pomacea sp by means of hydrolysis activity in condroitim sulphate of whale cartilage and of the p-Nitrofenil-β-glucuronide, respectively. The enzymatic extracts qere obtained of Pomacea sp. being used of 0.1 sodium acetate buffer, pH 5.0 and later centrifugated the 8,000 x g and the presents proteins in the sobrenadante were submitted to the fractionament with two crescents ammonium sulphate concentrations, the visualized activity biggest in the F2 fraction (50-80%). The β-glucuronidase (F3) was isolated in gel chromatography filtration Biogel 1.5m, the purification degree was ratified in Chromatography Liquid of high efficiency (HPLC). The enzyme was purificated 6.362,5 times with 35,6% yield. The β -glucuronidase isolated in this work showed a molecular mass of 100 kDa, determined for eletroforese in poliacrilamida gel . The determination of the ideal kinetic parameters for the catalysis of the p-nitrofenil- β -glucuronide for β-glucuronidase, showed excellent activity in pH 5,0 and temperature 65ºC for 6 hours and apparent Km of 72 x 10-2 mM. It is necessary for the total degradation of 3mM of p-N-β-glucoronide, the amount of 1,2μg of ss-glucuronidase. The BaCl2 increased the activity of ss-glucuronidase, and the activity was inhibited completely by the composites SDS and NaH2PO4

Estudo in silico de sítios de restrição enzimática de genes da proteína capsidial e análise de diversidade genética de Apple chlorotic leaf spot virus em fruteiras de semente e caroço.

Cultivares comerciais de macieiras são infectadas por 3 espécies principais de vírus: Apple chlorotic leaf spot virus (ACLSV), Apple stem grooving virus (ASGV) e Apple stem pitting virus (ASPV), geralmente em infecções complexas. O objetivo do estudo foi caracterizar a diversidade genética de genes da proteína capsidial (CP) de isolados de ACLSV.

Atividade microbiana e enzimática em sedimentos de manguezais contaminados ou não com derramamento de óleo.

Sedimentos de mangue contaminados ou não com produtos derivados do petróleo foram avaliados quanto à atividade microbiana e enzimática. Os maiores valores de C da biomassa microbiana foram obtidos nas áreas mais próximas ao mar, independentemente da contaminação. Os valores obtidos foram, em média, 73% maiores do que o observado para a área mais longe do mar. Os sedimentos da área contaminada não apresentaram menores valores de Cmic/Corg e nem maiores valores de qCO2 o que demonstra o desenvolvimento de uma população de microrganismos bem adaptada às condições reinantes. É interessante que trabalhos posteriores estudem a diversidade destes microrganismos e o possível impacto que estas mudanças poderiam causar no caso de se adotar estratégias para recuperação desta área.

Atividade microbiana e enzimática em sedimentos de manguezais contaminados ou não com derramamento de óleo.

2008

Atividade enzimática do solo em cultivo de milheto adubado com fertilizantes organominerais enriquecidos com microrganismos e granulados sob diferentes temperaturas de secagem.

2016

Atividade enzimática de .-l-arabinofuranosidase em polpa de maçã 'Gala' durante o período de pós-colheita.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a atividade enzimática de .-L-arabinofuranosidase em polpa de maçãs 'Gala' durante a maturação após a colheita, com e sem armazenamento refrigerado.

Atividade enzimática de fosfatases em solo cultivado com milho inoculado com micro-organismos solubilizadores de fosfato e adubado com fontes de fósforo de diferente solubilidade.

2016

Efeito da co-inoculação de microorganismos solubilizadores de fósforo, fungos micorrízicos e Azospirillum sobre a atividade enzimática da urease e arginase no cultivo do milheto.

2016