FÉCULA E FARELO DE MANDIOCACOMO SUBSTRATO NA PRODUÇÃO DE CICLODEXTRINAS

Ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos, não redutores, capazes de formar complexos de inclusão com outras moléculas, modificando suas características químicas e físicas. São de interesse industrial, mas o fator limitante para sua utilização ainda é o alto custo de produção. Devido à sua pureza e ao teor de amilopectina, a fécula de mandioca se apresenta como substrato potencial para a produção de CDs, tendo mais de 95% de amido. Outro substrato potencial é o farelo, resíduo da extração da fécula de mandioca, com cerca de 70% de amido e custo consideravelmente inferior ao da fécula. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de CDs usando fécula e farelo de mandioca como substratos, empregando ciclodextrina glucosiltransferase (CGTase; E. C. 2.4.1.19) proveniente de Bacillus macerans. A conversão do amido em a-CDs foi de 19% para a fécula e 21% para o farelo. Para b-CDs, os valores foram de 27% e 15% para a fécula e o farelo, respectivamente. A proporção de a: b-CDs produzidas a partir da fécula foi de 1,0:1,4, enquanto que para o farelo foi de 1,5:1,0. Após 4 horas a 50ºC houve considerável perda da atividade enzimática, indicando tendência de estabilização da reação.

Aproveitamento do resíduo da produção de etanol a partir de farelo de mandioca, como fonte de fibras dietéticas

O presente trabalho teve por objetivo analisar resíduos do farelo de mandioca resultantes de processos de hidrólise enzimática para obtenção de etanol; visando o aproveitamento destes como fonte de fibras dietéticas. Foram realizados quatro ensaios enzimáticos utilizando as enzimas amilolíticas, a-amilase e amiloglucosidase, complementadas ou não com celulase e/ou pectinase. Os resíduos foram caracterizados quanto à composição centesimal, pH, acidez, perfil de açúcares e quanto às fibras (FDA, FDN, celulose, hemicelulose, lignina, açúcares neutros). Realizou-se também a análise microscópica dos resíduos. Pelos resultados obtidos na caracterização dos resíduos calculou-se a energia metabolizável aparente (EM). Observou-se que independente do ensaio enzimático todos os resíduos podem ser usados como fonte de fibras insolúveis. Os resíduos resultantes dos ensaios com pectinase apresentaram uma proporção aproximada de 1:1:1 de amido, fibras e açúcares, sendo a glicose o açúcar majoritário, e com energia metabolizável aparente de cerca de 2,6 kcal/g. Já os resíduos, onde não se utilizou a pectinase a proporção foi de 2:1:1 aproximadamente e a energia 3,1 kcal/g. A análise microscópica dos resíduos mostrou a presença de amido não hidrolisado preso às células em todos os ensaios enzimáticos sendo que, nos resíduos dos ensaios com pectinase a quantidade observada foi bem inferior aos demais. Uma possível alternativa para diminuir o valor calórico dos resíduos seria a lavagem com água após a prensagem para extração do hidrolisado para fermentação.

Desidratação osmótica de abacaxi aplicada à tecnologia de métodos combinados

O objetivo deste trabalho foi a otimização do processo de desidratação osmótica de abacaxi, visando a obtenção de um produto com máxima perda de água e mínima incorporação de sólidos. O processo foi aplicado à Tecnologia de Métodos Combinados, em que a redução na atividade de água foi combinada a redução no pH e uso de conservantes, todos aplicados em baixos níveis, a fim de se obter um produto similar à fruta fresca. O experimento foi dividido em 3 tratamentos, a saber: pedaços de abacaxi não revestidos (A), revestidos com cobertura de alginato (B) e revestidos com cobertura de pectina de baixa metoxilação (C). O processo envolveu as etapas principais: inativação enzimática de pedaços da fruta; para os tratamentos B e C, revestimento da fruta com as respectivas coberturas; e desidratação osmótica em solução de sacarose contendo sorbato de potássio e ácido cítrico. As condições ótimas do processo, determinadas a partir da Metodologia de Superfície de Resposta, foram as seguintes: desidratação da fruta revestida com alginato, a temperaturas na faixa de 42 a 47° C, em xarope de sacarose a 66-69° Brix, por 220 a 270 minutos. Os resultados indicaram que as coberturas afetaram significativamente as transferências de massa do processo, reduzindo a incorporação de sólidos e aumentando a perda de umidade, com conseqüente aumento na perda de massa e aumento na relação de performance (perda de umidade: incorporação de sólidos); a atividade de água final do produto não foi afetada de forma marcante pela presença das coberturas. O produto obtido sob condições otimizadas foi submetido a avaliação sensorial de aceitação, tendo apresentado boa aceitação geral. Uma avaliação da estabilidade microbiológica do produto, feita por meio de contagem de bolores e leveduras, mostrou boa estabilidade do produto por pelo menos 60 dias a 30ºC.

Propriedades físico-químicas de polifenoloxidase de feijão (Phaseolus vulgaris L.)

As atividades de polifenoloxidases do feijão (Phaseolus vulgaris L.), cultivares: (Aruã, Aporé, A774, Carioca, Diamante Negro, Ouro Branco, Pérola, RAO 33 e Rudá) foram investigadas sob condições de cinética enzimática. O pH ótimo para o extrato bruto das nove cultivares foi em pH 7,2 utilizando catecol como substrato. Nenhuma atividade PPO foi observada na presença do ácido gálico ou D,L- DOPA.

Enzimas amilolíticas de mandioquinha-salsa (Arracacia xanthorrhiza Bancroft.)

O objetivo do presente trabalho foi de caracterizar as enzimas amilolíticas de mandioquinha-salsa (Arracacia xanthorrhiza Bancroft.). Foram realizados ensaios mediante a determinação da atividade enzimática, variando-se as condições do meio, tais como temperatura, pH e concentração de cátions. Em gel de eletroforese foram detectadas três bandas protéicas com intensa atividade hidrolítica. As enzimas apresentaram pH ótimo de atividade em torno de 6,0 e mostraram-se mais sensíveis a valores de pH alcalino quando pré-incubadas a 50oC. A temperatura ótima de ativação enzimática foi de 50oC, enquanto aos 70oC, a atividade amilásica foi reduzida em 80%. Em temperaturas altas temperaturas (60 e 70oC), a inativação enzimática ocorreu após 60 e 25min de incubação, respectivamente. Ensaios de estabilidade térmica mostraram que as amilases mantiveram alta atividade após 25h mediante a incubação a 20 e 30oC. Os valores de Km, Vmax e energia de ativação foram de 0,41mg/mL, 1,11mg/mL/min e 7,53kcal/mol, respectivamente. Constatou-se que a presença de Ca+2 ou Mg+2 provoca aumento na atividade amilásica, enquanto íons de Cu+2 causam uma diminuição. Apesar da discreta atividade amilásica apresentada, as enzimas demonstraram ter alta resistência e estabilidade térmicas.

Determinação da concentração de beta-glucano em cogumelo Agaricus blazei Murill por método enzimático

Cogumelos comestíveis contêm importantes propriedades funcionais. Em particular, beta-glucanos, homo- e hetero-glucanos com ligações glicosídicas beta(1->3), beta(1->4) e beta(1->6), supostamente responsáveis por algumas propriedades benéficas à saúde humana, como atividade imunomodulatória, antioxidante, antiinflamatória e anticancerígena. Neste trabalho, a quantidade de beta-glucano presente em cogumelo Agaricus blazei Murill, coletados de três diferentes locais, foi analisada utilizando-se método enzimático. As amostras (em base seca) foram tratadas com alfa-amilase, protease bacteriana e com glicoamilase fúngica. beta-glucano foi quantificado após hidrólise ácida e determinação da glicose liberada. Foi verificado que amostras de A. blazei Murill cultivadas em estufas apresentaram menor concentração de b-glucano (8,4±0,9 e 7,6±2,8g/100g) quando comparado com amostras cultivadas em campo aberto (10,1±2,1g/100g). Observou-se ainda que, mesmo sendo cultivado em condições semelhantes, porém em locais diferentes, as amostras apresentaram diferenças significativas (7,6±2,8 e 8,4±0,9g/100g).

Melhoria do rendimento e do processo de obtenção da bebida alcoólica de pupunha (Bactris gasipaes Kunth)

Com frutos de pupunha (Bactris gasipaes Kunth) e fermentação natural, índios na Amazônia produzem uma bebida alcoólica turva, densa, com resíduos de polpa, denominada de "caiçuma". Pesquisas realizadas no Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia mostram que com hidrólise enzimática do amido, fermentação por Saccharomyces cerevisiae e filtração adequada, a limpidez e características desejáveis podem ser obtidas. Este experimento teve por objetivo aumentar o rendimento em bebida e facilitar o processo pelo aumento da proporção água:polpa no mosto e exclusão da hidrólise enzimática do amido, respectivamente. A composição química da polpa dos frutos in natura e cozidos foi determinada, e com a polpa cozida e autoclavada foi preparado o mosto completando-se a quantidade de substrato com a adição de xarope de sacarose. Após a inoculação com Saccharomyces cerevisiae a fermentação foi monitorada diariamente por sete dias através de análises químicas. A bebida foi caracterizada quanto à composição química, edulcorada e analisada sensorialmente. A cocção e autoclavagem ocasionaram hidrólise parcial do amido presente na polpa. A evolução da fermentação foi mostrada pelo consumo de açúcares e produção de ácidos e álcool. O rendimento em bebida (± 60%), graduação alcoólica de 12,1% (v/v), atraente coloração alaranjada clara, limpidez, sabor e aroma agradáveis e boa aceitabilidade (81,90%), mostraram a viabilidade técnica do processo na utilização da pupunha para produção de bebida. O aumento da proporção água:polpa no mosto contribuiu para o rendimento. A exclusão da hidrólise enzimática e o aumento do rendimento em bebida não interferiram na graduação alcoólica, coloração, sabor, aroma e aceitabilidade da bebida alcoólica fermentada de pupunha.

Avaliação da proteólise e do derretimento do queijo prato obtido por ultrafiltração

O queijo Prato é o segundo tipo de queijo mais consumido no Brasil. A aplicação da ultrafiltração (UF) do leite é uma das alternativas de processos de fabricação de queijos que tem despertado interesse do setor laticinista, porém, tem-se observado uma menor taxa de maturação nos queijos semi-duros, como o queijo prato, obtidos por UF. Neste trabalho foram feitos três ensaios de produção de queijo Prato, com três tratamentos cada, respectivamente, com: leite não concentrado (Trat. 1) e leite concentrado por UF até as relações de concentração volumétrica (RCV) de 2,5:1 e 3,7:1 (Trat. 2 e Trat. 3, respectivamente). Os queijos foram fabricados pelo processo tradicional com coagulação enzimática (coalho de vitelo Bela Vista® - 90% de quimosina) (quarenta minutos/35ºC), corte de grão 1, remoção parcial de 20% de soro e cozimento direto por adição de água a 80ºC até o ponto da massa, enformagem, prensagem e cura a 7ºC. Os três tratamentos foram comparados entre si com relação à composição centesimal, derretimento e proteólise. Em relação à composição, os queijos obtidos por UF apresentaram maiores porcentagens de acidez, umidade e proteína e menor teor de gordura. Observou-se, no Tratamento 3, uma capacidade de derretimento maior e uma proteólise mais intensa, bem como o seu aumento em função do tempo.

Isolamento, fracionamento e caracterização de paredes celulares de raízes de mandioca (Manihot esculenta, Crantz)

Durante a cocção de mandiocas o amido é gelatinizado e as paredes celulares sofrem alterações físicas e químicas que modificam a coesão das células e causam o amaciamento dos tecidos. Isolar, fracionar e caracterizar paredes celulares durante o envelhecimento de raízes, de duas cultivares, foram os objetivos deste trabalho. O amido foi eliminado por tamização e hidrólise enzimática e o material de paredes celulares foi fracionado em celulose, hemicelulose e pectina. Quantitativamente celulose foi a maior fração constituindo entre 57,2 e 70% do material inicial de paredes celulares isoladas, seguido por pectina e hemicelulose. O material isolado como paredes celulares diminuiu com o tempo de plantio das raízes e a concentração de celulose foi menor no material isolado de raízes mais velhas. A fração pectina diferiu em concentração de açúcares entre raízes de idades diferentes, sendo mais alta em raízes mais velhas enquanto a concentração de ácidos urônicos diferiu entre idades e cultivares.

Caracterização de hidrolisados enzimáticos de pescado

Hidrolisados enzimáticos são utilizados no tratamento clínico de pacientes com dificuldade em digerir e absorver proteínas, sendo preferidos em relação às misturas de aminoácidos livres. Neste trabalho foram caracterizados quimicamente seis hidrolisados de minced de pescado, obtidos pelo emprego de diferentes sistemas enzimáticos, quanto à extensão da hidrólise, distribuição de peso molecular dos peptídios, composição química e perfil de aminoácidos. A hidrólise resultou na solubilização de 63,4 a 94,2% das proteínas, sendo esta diretamente proporcional ao grau de hidrólise e dependente do sistema enzimático e das variáveis do processo (relação enzima/substrato e atividade enzimática). A composição dos hidrolisados atendeu à recomendação de ingestão dietética para aminoácidos essenciais, tanto para crianças como para adultos. A relação entre a concentração de aminoácidos ramificados e aromáticos (Relação de Fischer) resultou em valores superiores a 3,5 indicando que os hidrolisados obtidos podem ser úteis para a manutenção dietética de pacientes com doenças hepáticas crônicas. Os hidrolisados forneceram peptídios com pesos moleculares bem definidos, destacando-se o obtido com pepsina e protease de Streptomyces griseus, que apresentou 57% de peptídios menores do que 3 kDa, adequado para o uso em formulações hipoalergênicas.

Avaliação comparativa entre dois métodos para determinação do colesterol em carnes e leite

O presente trabalho teve como objetivo comparar duas metodologias, enzimática e por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), na determinação dos teores de colesterol em amostras de carne bovina e leite. No método por CLAE utilizou-se coluna C18, 100 x 4,6mm x 4µm (Chromolith, Merck), fase móvel acetonitrila:isopropanol (85:15 para as amostras de carne e 95:05 para amostras de leite) e detector UV-Visível fixado a 210nm. No método enzimático, a absorbância das amostras foi lida em espectrofotômetro a 499nm, 90 minutos após a reação. Foram realizadas 10 análises de cada produto para as duas metodologias avaliadas, sendo que os resultados obtidos mostraram-se semelhantes (p>0,01). Obteve-se recuperação de 95% para as amostras de carne e 97% para as amostras de leite em ambos os métodos. Os resultados obtidos com o material de referência certificado de carne (SRM 1546, NIST) apresentaram-se semelhantes ao declarado no certificado. O coeficiente de variação nas amostras de leite foi de 0,81 e 0,82%, e nas amostras de carne 2,3 e 2,9% para as metodologias cromatográfica e enzimática, respectivamente. O método enzimático mostrou-se sensível e preciso, entretanto, ao contrário da metodologia cromatográfica, necessita de controle rigoroso das condições de análise.

Caracterização e hidrólise in vitro da globulina principal de grão-de-bico (Cicer arietinum L.), var. IAC-Marrocos

No presente estudo procedeu-se ao isolamento e caracterização da fração globulina majoritária (11 S) de grão-de-bico, var. IAC-Marrocos. A globulina majoritária extraída foi isolada por cromatografia de filtração em gel e de troca-iônica mostrando apenas uma banda de proteína na eletroforese em gel de poliacrilamida. A globulina majoritária, após passagem em coluna de Sephadex, revelou duas bandas protéicas de 55 e 52,5kDa e três bandas menores em gel de poliacrilamida dodecilsulfato de sódio. Na presença de 2-mercaptoetanol 6 polipeptídios na faixa de 18 a 42kDa foram revelados na eletroforese. A globulina isolada foi submetida à ação da tripsina e quimotripsina onde a forma nativa mostrou-se resistente à ação enzimática enquanto o aquecimento (96 e 121°C/15min) não foi suficiente para aumentar a susceptibilidade à hidrólise, significativamente. Adição de NaCl 0,3M levou a um aumento da estabilidade estrutural com menor susceptibilidade à digestão proteolítica, fato em parte perdido com o aquecimento. As hidrólises foram acompanhadas por eletroforese em gel de poliacrilamida dodecilsulfato de sódio.

Parâmetros cinéticos da Glutationa S-Transferase e sua ativação por extratos de vegetais

Este estudo teve como objetivos avaliar a indução da Glutationa S-Transferase, com extratos de vegetais, e caracterizar os parâmetros cinéticos desta enzima. Foram obtidos os extratos aquoso, etanólico e hexanólico de vegetais, amplamente consumidos no Brasil, como berinjela (Solanum melongena L.), couve-flor (Brassica oleracea L.), couve (Brassica oleracea L.), brócolis (Brassica oleracea L.), couve-de-bruxelas (Brassicaoleraea L.), cebola (Allium cepa L.), alho (Allium sativum L.); vegetais que apresentam gosto amargo, como jiló (Solanum gilo Raddi), guariroba (Syagrus oleracea Becc.), mostarda (Brassica nigra L.), carqueja (Cacalia spp.), e de plantas relacionadas, na cultura popular, como curadoras de determinadas doenças, como a babosa (Aloe vera L.). A atividade da enzima foi determinada usando como substrato o 1 cloro 2, 4 dinitrobenzeno, na presença dos extratos vegetais. A mistura da reação, sem a presença do extrato, foi considerada controle. Das amostras de vegetais avaliadas, a berinjela, a couve e o brócolis apresentaram maior indução na atividade da GST, sendo o extrato etanólico o mais eficaz. A enzima apresentou um Vmax de 0,016 abs. min-1/unidade da enzima e um Km de 0,323mM. O baixo valor de Km encontrado indica uma alta especificidade da enzima pelo substrato 1 cloro 2, 4 dinitrobenzeno e a atividade máxima da enzima foi na faixa de pH entre 6,5 e 7,0.

Produção de concentrados de frutose por inulinases de Penicillium janczewskii e atividade sobre o nível de glicose plasmática em ratos diabéticos

A frutose é utilizada atualmente como adoçante para diabéticos, sendo produzida comercialmente por hidrólise do amido, sob um processo de alto custo que envolve três etapas enzimáticas usando alfa-amilase, amiloglicosidase e glicose isomerase. Uma alternativa para a produção de concentrados de frutose é a hidrólise enzimática da inulina, polímero de frutose encontrado em Asteráceas, incluindo espécies nativas do cerrado. Nesse caso, através de uma única etapa enzimática obtêm-se concentrados com até 95% de frutose. Embora baixos níveis desse açúcar possam ser metabolizados na ausência de insulina, seu efeito sobre a redução do nível de glicose plasmática ainda não está completamente esclarecido. No presente trabalho foi avaliada a ação da frutose produzida por hidrólise da inulina de Vernonia herbacea (Asteraceae) por inulinases de Penicillium janczewskii no nível de glicose plasmática de ratos diabéticos. Dentre os animais diabéticos tratados não foi verificada mortalidade, havendo redução de 46% em média (p<1% no teste de Tukey) dos níveis de glicose plasmática quando comparados aos controles. A considerável produção de inulina em V. herbacea, a alta atividade inulinásica de P. janczewskii e a ausência de mortalidade dos animais tratados demonstram que a frutose obtida por essa via pode ser uma alternativa viável para a produção comercial desse açúcar.

Estudo da produção de beta-galactosidase por fermentação de soro de queijo com Kluyveromyces marxianus

A hidrólise enzimática da lactose por beta-galactosidase desempenha importante papel no processamento de produtos lácteos, como na obtenção de leite com baixo teor de lactose para consumo por indivíduos intolerantes à mesma e na prevenção da cristalização em produtos de laticínio. Neste trabalho, a enzima beta-galactosidase foi produzida pelo cultivo do microrganismo Kluyveromyces marxianus, em meio de cultura à base de soro de queijo em diferentes concentrações iniciais de lactose e extrato de levedura, de acordo com um planejamento fatorial. As fermentações foram conduzidas em incubador rotativo a 150rpm, a 30°C e pH inicial 5,5. A concentração celular inicial foi de 10(7) células/mL. Para a extração da enzima beta-galactosidase, foi realizada autólise das células utilizando como solvente o clorofórmio em tampão fosfato. No meio de cultura enriquecido com (NH4)2SO4, KH2PO4 e MgSO4, nas concentrações iniciais de lactose e de extrato de levedura iguais a 50g/L e 12g/L, respectivamente, obteve-se uma atividade de 28,0UGl/mL e uma concentração celular máxima de 5,3g/L.