Desenvolvimento e avaliação de embalagem ativa com incorporação de lactase

A intolerância à lactose consiste na ausência ou deficiência na produção da lactase, enzima responsável por hidrolisar a lactose proveniente do leite e derivados. Indivíduos acometidos desse mal são privados de ingerir o leite em virtude dos desconfortos intestinais promovidos pela não hidrólise desse carboidrato no intestino. Assim, o presente trabalho objetivou desenvolver filme de base celulósica incorporado com lactase para redução do teor de lactose presente no leite. Os filmes foram produzidos pelo método "cast", imersos em frascos contendo 100 mL de leite pasteurizado, e mantidos a 25 °C/25 horas ou a 7 °C/48 horas. Os filmes produzidos com 1 e 1,5 mL da enzima lactase reduziram, respectivamente, 78 e 85% da lactose após 24 horas de contato a 7 °C e 92 e 100% após 25 horas de contato a 25 °C. Os filmes apresentaram estabilidade quando estocados à temperatura ambiente e de refrigeração. Testes de migração mostraram que, em média, 21,94% da lactase incorporada no filme migrou para a água após 14 dias de contato. Portanto, o filme desenvolvido apresenta potencialidade de ser usado como revestimento interno de embalagens para acondicionar leite.

Atividades das enzimas peroxidase (POD) e polifenoloxidase (PPO) nas uvas das cultivares benitaka e rubi e em seus sucos e geléias

A peroxidase e a polifenoloxidase estão relacionadas com o escurecimento de frutas, por isso o controle das atividades destas enzimas é de grande importância para a tecnologia de alimentos. Neste trabalho estudaram-se as atividades dessas enzimas nas uvas frescas das cultivares Benitaka e Rubi, bem como as suas termoestabilidades e as suas atividades enzimáticas residuais no suco e nas geléias (extra e light). Foi também avaliada a qualidade microbiológica dos produtos elaborados. As atividades da enzima POD, tanto da fração solúvel quanto da ionicamente ligada, foram semelhantes nas uvas das duas variedades, Benitaka e Rubi. A atividade da enzima polifenoloxidase foi maior na variedade Rubi. As operações de cocção e pasteurização foram mais eficientes para baixar as atividades enzimáticas residuais da POD e PPO quando aplicadas às geléias de uva, em comparação com o suco. Embora não foram suficientes para a total inativação enzimática, essas operações reduziram-nas consideravelmente, e foram eficientes para garantir seguridade microbiológica dos produtos, geléias e suco.

Aplicação de lipase e monoglicerídeo em pão de forma enriquecido com fibras

Neste trabalho, estudou-se a aplicação da enzima lipase e do emulsificante monoglicerídeo em pão de forma enriquecido com fibras, com o objetivo de verificar a possibilidade de substituição do emulsificante pela enzima. Inicialmente, foi realizada a caracterização das matérias-primas principais (farinha e farelo de trigo). Os pães de forma foram elaborados pelo método de massa direta. Foi utilizado um planejamento experimental do tipo composto central rotacional com duas variáveis independentes: i) dosagem de lipase; e ii) dosagem de monoglicerídeo e, paralelamente, realizou-se um teste controle (sem adição de lipase e monoglicerídeo) para comparação. As variáveis dependentes foram as características de qualidade dos pães: i) volume específico; ii) aceitação sensorial (aparência, textura, aroma e sabor); e iii) vida de prateleira avaliada pela umidade do miolo e firmeza dos pães após 1, 4 e 7 dias do forneamento. Dentro das faixas estudadas, foi possível verificar que somente a umidade dos pães no quarto e sétimo dia após o processamento foi influenciada pela variação das dosagens de lipase e monoglicerídeo. Na avaliação sensorial, verificou-se que as notas médias atribuídas aos pães do teste controle foram inferiores à menor nota média dos ensaios do planejamento experimental, com exceção do sabor e aroma. Como não foi possível obter modelos matemáticos para todas as respostas, foram selecionados os ensaios 5 (1% monoglicerídeo), 7 (25 ppm lipase) e 9 (25 ppm lipase e 1% monoglicerídeo) do planejamento experimental, e o teste controle, para a avaliação dos resultados por análise de variância. Nas condições em que os ensaios foram conduzidos e para as faixas de lipase (0 a 50 ppm) e monoglicerídeo (0 a 2%) estudadas, verificou-se a possibilidade de substituir o monoglicerídeo por lipase em formulação de pão de forma enriquecido com fibras.

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%.

Extração enzimática das proteínas da farinha de arroz

O presente trabalho teve como objetivo extrair enzimaticamente as proteínas de uma farinha comercial de arroz. Visando aumentar o Rendimento de Extração Protéica (REP), os seguintes parâmetros foram avaliados: tipo de enzima (protease alcalina e neutra); temperatura (40, 50 e 60 °C); pH (9,5, 10,5 e 11,0); tratamento físico da amostra (sem tratamento, ultra-turrax a 16.000 rpm e ultra-som a 120 W, ambos por 5, 10 e 15 minutos); relação Enzima:Substrato (E:S) de 5:100 e 10:100; e concentração inicial de matéria-prima (1:3, 1:5 e 1:10 p/v). Os teores de proteínas da farinha de arroz e dos resíduos foram determinados para o cálculo do REP. Os resultados mostraram que a melhor condição de extração protéica, que levou ao maior REP, foi a que empregou a concentração inicial de matéria-prima a 1:10 (p/v), sem tratamento físico, com pH 10,5, com a protease alcalina na relação E:S de 10:100, a 50 °C, tendo atingido um REP de 63,4%.

Efeitos da farinha de folhas de mandioca sobre a atividade das enzimas AST, ALT, FA e lipídios hepáticos de ratos Wistar

Folhas de mandioca possuem substâncias como ligninas e saponinas que podem apresentar efeito hipolipidêmico. Todavia, um estudo recente relatou aumento no peso do fígado de ratos alimentados com dietas contendo farinha de folhas de mandioca (FFM - Manihot esculenta Crantz cv. Cacao), tornando-se necessário um estudo mais aprofundado dos efeitos desta farinha sobre os parâmetros hepáticos. Para este estudo, um ensaio biológico com 32 ratos machos Wistar foi conduzido por um período de 7 semanas, sendo os tratamentos: dieta controle e dietas contendo 5, 10 e 15% de FFM. As dietas contendo FFM não apresentaram efeitos sobre as atividades das enzimas Aspartato Aminotransferase (AST) e Fosfatase Alcalina (FA), mas aumentaram significativamente a atividade da enzima alanina aminotransferase (ALT). O estudo histopatológico revelou vacuolização do citoplasma dos hepatócitos para todos os grupos. No entanto, a freqüência de animais com vacuolização acentuada foi superior nos grupos que receberam dietas com FFM, apresentando também maiores teores de lipídios e colesterol total hepáticos e maior relação peso fígado/peso corporal. Estes resultados indicam que os antinutrientes presentes nas folhas de mandioca, como taninos, cianeto e saponinas, podem ser responsáveis pela redução da função hepática nos animais alimentados com FFM.

Proceso de elaboración de yogur deslactosado de leche de cabra

El objetivo de este trabajo fue desarrollar un proceso para la elaboración de yogur deslactosado de leche de cabra, realizando en forma simultánea la hidrólisis de la lactosa y la fermentación. Se utilizaron tres dosis de una β-galactosidasa ácida de origen fúngico (Aspergillus oryzae): 1253, 2506 y 3759 unidades/L, usando como referente una muestra sin enzima. Luego de una incubación de 5 horas a 38 °C y posterior conservación durante 24 horas a 4 °C, se determinaron las concentraciones de glucosa, galactosa, lactosa, pH y acidez titulable. Teniendo en cuenta una concentración de lactosa en leche de 4,42 g.100 mL-1, el mayor porcentaje de hidrólisis obtenido en el yogur (82,6%, p < 0,0001) se logró con 2506 unidades/L de enzima, mientras que sin el agregado de enzima fue de 48,5%. Se concluye que el proceso utilizado permitiría, en una sola etapa, la elaboración de un yogur que además de tener las propiedades hipoalergénicas y nutricionales propias de la leche de cabra, por su bajo contenido en lactosa se convertiría en un alimento de características funcionales de gran utilidad y protagonismo para aquellas personas que padecen intolerancia al azúcar de la leche.

Seleção de Basidiomycetes da Amazônia para produção de enzimas de interesse biotecnológico

Os fungos têm sido bastante usados como produtores de diferentes substâncias de interesse econômico, tais como: enzimas, antibióticos, vitaminas, aminoácidos e esteróides. Este estudo teve como objetivo detectar a produção de enzimas por linhagens de Basidiomycetes, oriundas de áreas de floresta da Amazônia. Para a produção de enzimas, os fungos foram cultivados em meio líquido adicionado de substrato indutor (0,5%), pH ajustado para cada enzima e incubados a 28 °C, sob agitação a 140 rpm, durante 96 ou 120 horas. A massa micelial foi separada for filtração e os filtrados foram inoculados em cup plates de 6 mm de diâmetro, perfurados na superfície de meios de cultura sólidos, adequados para a detecção das enzimas amilases, proteases, celulases, fenoloxidases e pectinases em placa de Petri. As placas foram incubadas à temperatura de 28 °C por 24 horas, e reveladas para observação dos halos indicativos da atividade enzimática. Foi verificada também a atividade da amilase e protease produzida pelos fungos, crescidos em meio líquido, com diferentes fontes nutricionais. Foi possível detectar a produção de celulases e proteases por todos os isolados, 40% produziram amilases, 50% produziram fenoloxidases e 10% produziram pectinases. Quanto à atividade da amilase, o substrato farelo de trigo foi o que proporcionou os maiores halos de degradação, destacando-se os fungos Daedalea sp. 4E6 e Daedalea sp. 1A, Stereaceae 22B e Pycnoporus sanguineus 12B. Considerando os substratos testados para produção de proteases, o substrato concentrado protéico de peixe se destacou como a melhor fonte protéica. Os fungos P. sanguineus 12B, Stereaceae 22B e Cantharellus guyanensis 4Bl foram os melhores produtores de protease.

Resistência antimicrobiana de Pseudomonas aeruginosa isolados de pescado e de cortes e de miúdos de frango

Pseudomonas aeruginosa isolados de peixes de água doce e de frangos foram submetidos ao teste de suscetibilidade aos antimicrobianos utilizando quatorze drogas, com o objetivo de determinar e confrontar os padrões de suscetibilidade deste microrganismo. As cepas oriundas de peixes pertenciam à coleção do Laboratório de Bacterioses/IV/UFRRJ. Para o isolamento das cepas, foram selecionados miúdos (fígado) e cortes (coxa e sobrecoxa) de frangos adquiridos em estabelecimentos comerciais no município do Rio de Janeiro. A metodologia de isolamento incluiu o enriquecimento em água peptonada, seguido de semeadura em Agar EMB e Agar GSP. Para as cepas oriundas de peixes, procedeu-se à reativação em água peptonada, seguida de reisolamento em Agar EMB. Colônias sugestivas foram transferidas para Agar TSI e LIA para avaliação das características metabólicas. A capacidade de produção de pigmento verde-azulado foi avaliada em Agar Mueller-Hinton e a da enzima citocromo-oxidase, em Agar Nutriente. O teste de suscetibilidade a antimicrobianos realizado nas 63 cepas revelou maiores percentuais de resistência para NAL e NIT (96,8%), TCY (93,6%), AMC (92,1%), CHL (90,5%) e SXT (85,7%), destacando-se a multirresistência dos isolados. A totalidade das cepas oriundas de frangos apresentou sensibilidade a CAZ e IPM e nos isolados de peixes a ATM, CAZ, IPM e AMK.

Produção de poligalacturonase, pelo termofílico Bacillus sp. e algumas de suas propriedades

A produção de poligalacturonase pelo termofílico Bacillus sp. SMIA-2, cultivado em meio líquido contendo pectina cítrica como única fonte de carbono, alcançou a sua máxima atividade enzimática em 30 horas, com níveis de 42 IU.mL-1. Entre as várias fontes orgânicas e inorgânicas de nitrogênio testadas, o sulfato de amônio foi a que proporcionou maior atividade da poligalacturonase. O aumento da concentração da pectina cítrica, no meio de cultura, acima de 0,5% não proporcionou um aumento da atividade da enzima. O microrganismo foi capaz de utilizar uma variedade de fontes de carbono, mas a atividade da poligalacturonase variou com cada fonte. Pectina de maçã foi a melhor fonte de carbono para a secreção da poligalacturonase (56 IU.mL-1), enquanto frutose e maltose não foram muito efetivas. Galactose, rafinose e glicose inibiram a síntese da enzima. Estudos sobre a caracterização da poligalacturonase revelaram que a temperatura ótima dessa enzima foi 70 ºC e que ela manteve 62 e 58% de sua atividade máxima quando incubada por 2 horas a 40 e 90 ºC, respectivamente. O pH ótimo para atividade da enzima foi 7,0. A enzima manteve 90 e 75% de sua atividade máxima quando incubada a pH 8,0 e 8,5, respectivamente, por 24 horas, à temperatura ambiente. A atividade enzimática foi estimulada pelos íons Mg2+ e Zn2+. Por outro lado, foi inibida pelos íons Cs+2, Hg+2, Li+2 e Sr+2.

Aplicação de filmes proteicos à base de soro de leite

A eficiência da aplicação de filmes à base de proteínas de soro de leite foi avaliada em um sistema de embalagem que consistia em um pote plástico utilizando-se filmes de proteínas de soro de leite como fechamento superior. Pedaços de maçã foram embalados e armazenados à temperatura ambiente (25 °C) e sob refrigeração (10 °C). Os filmes proteicos à base de soro de leite foram obtidos por três procedimentos distintos: por desnaturação térmica; com a incorporação de ácido esteárico (0,5%, em massa); e por modificação enzimática utilizando-se a transglutaminase microbiana (10U/g proteína, ACTIVA TG-B ), a partir de uma formulação básica de 6,50% de proteína, 3,0% de plastificante (glicerol) e pH 7,0. A integridade dos filmes após embalagem e durante armazenamento foi observada, medindo-se as propriedades mecânicas dos filmes. A permeabilidade ao vapor d'água foi avaliada pela perda de massa, teor de umidade, e variação de textura dos pedaços de maçã. Os resultados indicaram que os filmes apresentam uma barreira moderada à umidade, apresentando diferença entre potes com e sem coberturas de filmes. A permeabilidade ao oxigênio foi conferida pelo escurecimento enzimático das maçãs pela ação da enzima polifenoxidase, apresentando diferença em relação ao das amostras acondicionadas em atmosfera modificada com gás N2.

Imobilização de lipases produzidas por fermentação em estado sólido utilizando Penicillium verrucosum em suportes hidrofóbicos

O principal interesse em imobilizar uma enzima é obter um biocatalisador com atividade e estabilidade que não sejam afetadas durante o processo, em comparação à sua forma livre. Aliado ao potencial biotecnológico que as lipases apresentam, a aplicação destas em nível industrial requer a investigação de técnicas viáveis para reutilização e aumento da estabilidade, conferindo relevância aos processos de imobilização. Neste trabalho investigou-se a imobilização da lipase produzida por fermentação em estado sólido utilizando Penicillium verrucosum em dois suportes hidrofóbicos; Accurel EP 1000 e Carvão Ativo. Para a imobilização das lipases foi adicionado 1 g de suporte a 50 mL de uma solução enzimática, estes permaneceram em contato por 2 horas em banho de gelo. Depois de decorrido este tempo, a solução foi filtrada e a enzima imobilizada colocada em dessecador por 48 horas e então feita a medida da atividade lipásica, proteína e cálculo da atividade específica. Através dos resultados obtidos, verificou-se que lipase imobilizada em carvão ativo apresentou valores de atividade específica superiores aos obtidos quando da utilização de Accurel EP 1000 como suporte. Utilizando carvão ativo como suporte, a atividade específica foi de 1533422,5 U/mg de proteína, rendimento de 30,4% e retenção de 382,5%.

Influência das condições de processo na cinética de hidrólise enzimática de carne de frango

A influência da temperatura, pH e razão enzima:substrato na cinética de hidrólise enzimática de carne de frango utilizando a protease Alcalase® 2,4 L foi avaliada neste trabalho. Os experimentos foram conduzidos à temperatura de 43 a 77 °C, razão enzima:substrato de 0,8 a 4,2% p/p e pH de 7,16 a 8,84, de acordo com um planejamento experimental completo, totalizando 17 ensaios. A reação foi monitorada, utilizando-se o método pH-stat para obtenção dos graus de hidrólise em função do tempo de processo. As curvas de hidrólise obtidas apresentaram uma alta taxa inicial de reação, seguida da sua diminuição até alcançar uma fase estacionária. Os resultados experimentais da cinética de reação foram ajustados a um modelo empírico, que consiste na variação do grau de hidrólise em função do logaritmo neperiano do tempo. Esse modelo apresentou um bom ajuste, com coeficientes de determinação superior a 0,96 e desvio relativo médio inferior a 10%. Os parâmetros do modelo foram avaliados através de um planejamento experimental, de modo a verificar a influência das variáveis de reação sobre eles. O aumento da razão enzima:substrato e da temperatura acarretou maiores valores do parâmetro a. O parâmetro b não sofreu influência da variável razão enzima:substrato e o seu valor aumentou com o aumento da temperatura. A variável pH afetou significativamente os parâmetros estudados.

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).

Produção de protoplastos e lise da parede celular de leveduras utilizando β-1,3 glucanase

O presente trabalho visou a aplicação da β-1,3 glucanase lítica, obtida do microrganismo Cellulosimicrobium cellulans 191, na produção de protoplastos e na lise da parede celular de leveduras. A preparação bruta da enzima foi capaz de lisar as leveduras Kluyveromyces lodderi, Saccharomyces cerevisiae (Fleischmann e Itaiquara), S. cerevisiae KL-88, S. diastaticus NCYC 713, S. cerevisiae NCYC 1001, Candida glabrata NCYC 388, Kluyveromyces marxianus NCYC 587 e Hansenula mrakii NCYC 500. A β-1,3 glucanase purificada foi capaz de lisar as leveduras Saccharomyces cerevisiae KL-88, Saccharomyces capensis, Debaromyces vanriji, Pachysolen tannophillus, Kluyveromyces drosophilarum, Candida glabrata, Hansenula mrakii e Pichia membranaefaciens e formar protoplastos de Saccharomyces cerevisiae KL-88.