Atividade enzimática de isolados de rizóbia nativos da Amazônia Central crescendo em diferentes níveis de acidez

A importância das bactérias conhecidas como rizóbia no estabelecimento de leguminosas tem sido amplamente reconhecida. Porém, poucas são as informações referentes ao perfil enzimático dessas bactérias benéficas. O estudo objetivou investigar a influência do pH do meio sólido sobre a atividade enzimática de rizóbios nativos da Amazônia Central. Essa triagem constitui o primeiro passo no processo de seleção de microorganismos benéficos, como produtores de enzimas de aplicação biotecnológica. Nesse estudo, 64 isolados de rizóbia foram testados para a produção extracelular de amilase, lipase, pectinase e protease, em meio YMA modificado. Excetuando a atividade pectinolítica, todas as outras enzimas (amilase, lipase e protease) foram detectadas nos isolados investigados. Dois isolados (INPA R-975 e INPA R-926) exibiram atividades amilolíticas, lipolíticas e proteolíticas. Os índices enzimáticos amilolíticos e proteolíticos variaram significativamente entre os isolados e as condições de pH do meio de cultura. De maneira geral, as maiores atividades amilolíticas e proteolíticas foram exibidas pelos isolados INPA R-957, INPA R-915B e INPA R-991 em pH 6,5. O isolado INPA R-957 também se mostrou amilolítico e proteolítico nos pHs 5,0 e 8,0. Esse estudo mostrou que alguns rizóbios nativos da Amazônia representam fontes promissoras de amilase e protease de uso biotecnológico, sobretudo na tecnologia de alimentos.

Enzimas hidrolíticas extracelulares de isolados de rizóbia nativos da Amazônia Central, Amazonas, Brasil

A associação rizóbia x leguminosa contribui para enriquecer o solo com nitrogênio por meio da fixação biológica. Entretanto, pouco se conhece a respeito do perfil enzimático desses microrganismos. Nesse contexto, a presente investigação propõe avaliar a produção de enzimas hidrolíticas extracelulares por isolados de rizóbia nativos da Amazônia Central. Essa triagem constitui o primeiro passo na seleção de microrganismos nativos que são potencialmente exploráveis como produtores de enzimas. Foram testados 67 isolados nativos de rizóbia para as atividades amilolítica, celulolítica, lactolítica, lipolítica, pectinolítica e proteolítica, em meio YMA modificado. A atividade ureolítica foi detectada em meio ágar-uréia. As bactérias isoladas dos nódulos de feijão caupi mostraram maior capacidade em produzir enzimas do que os isolados bacterianos de soja. De todas as enzimas hidrolíticas avaliadas, apenas a pectinase não foi detectada neste estudo. Amilase (32,8%), protease (28,4%), urease (20,9%) e carboximetilcelulase (9,0%) foram as enzimas mais freqüentes produzidas pelos isolados. Neste trabalho, apenas as enzimas amilase e protease variaram significativamente entre os isolados de rizóbia. Os isolados INPA R-926 e INPA R-915 exibiram os maiores índices amilolíticos (IE = 3,1) e proteolíticos (IE = 6,6), respectivamente. Este estudo revelou alguns isolados de rizóbia nativos da Amazônia Central como fontes promissoras de enzimas de importância industrial para uso biotecnológico.

Efeito do teor de amido danificado na produção de biscoitos tipo semi-duros

O trabalho objetivou estudar a danificação do amido de farinha de trigo por moagem e o seu efeito na produção de biscoitos tipo semi-duros. Amostras de trigo dos cultivares BR 23, BRS Angico e Rubi, com características diferentes quanto à dureza foram moídas em moinho de rolos através de uma passagem pelo conjunto de quebra; quebra mais três reduções na umidade 16% e quebra mais três reduções na umidade 12%. Neste tratamento, a moagem foi complementada pelo emprego de moinho de bolas. Nas farinhas, foram realizadas análises físicas, químicas, reológicas e funcionais, utilizando delineamento casualizado em planejamento fatorial completo 3 x 3, totalizando nove tratamentos. Os resultados foram analisados estatisticamente e, nos modelos significativos, as médias comparadas entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade de erro. Os resultados rendimento de quebra, proteína bruta, amido danificado, força geral do glúten (W x 10-4J) e relação tenacidade/extensibilidade (P/L) indicam que a farinha do cultivar BRS Angico apresentou melhores características para a produção de biscoitos seguido de BR 23 e Rubi. O teor de amido danificado produzido durante a moagem dos trigos influencia nas propriedades funcionais dos biscoitos apresentando melhor resultado aqueles obtidos a partir de uma passagem pelo conjunto de quebra.

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.

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.

Otimização da produção de álcool de mandioca

Este trabalho objetivou otimizar o processo de hidrólise do amido de mandioca com α-amilase de A. niger e obter o álcool deste xarope. Os ensaios foram realizados a pH 4,8; em que variaram-se a concentração do amido (entre 7-22 g.L-1) e a temperatura (entre 30-59,1 ºC). Durante a fermentação, usaram-se nos mostos 2,2 e 5% de amido de mandioca. Os resultados da hidrólise mostraram que o tempo ficou entre 20-200 minutos; a análise RSM mostrou que o rendimento diminuiu nas concentrações médias; e as condições ótimas foram encontradas entre 55-59,1 ºC e com a concentração entre 7,9-10 ou 20-22 g.L-1, em que se hidrolisou 80% do amido. A melhor condição de fermentação foi obtida para o mosto contendo 5% de amido. Sua composição final foi de 0,668 g.L-1 de ART, 0,572 g.L-1 e de AR, 3,71 ºGL. O rendimento alcoólico foi de 45%, demonstrando que este processo é uma alternativa eficiente à indústria sucroalcooleira.

Identificação do potencial amilolítico de linhagens mutantes do fungo filamentoso Aspergillus nidulans

As amilases estão entre as mais importantes enzimas industriais, apresentando grande importância biotecnológica, principalmente na indústria alimentícia. Com o avanço no conhecimento das enzimas, a utilização dos fungos como fonte de enzimas vem adquirindo um status de destaque nas mais variadas áreas industriais e comerciais. Diante disso, o presente estudo procurou identificar a presença de atividade amilolítica em quatro linhagens do fungo filamentoso Aspergillus nidulans, selvagem, PAT, biA1methG1 e CLB3, utilizando dois meios distintos de cultura, BDA e Meio Completo a 2% amido, variando os tratamentos com adição ou não de glicose. Foram determinados o diâmetro médio da colônia, o diâmetro médio do halo e o Índice Enzimático. Como resultados, todas as linhagens testadas foram capazes de degradar o amido quando na ausência de glicose, porém o tratamento que obteve estatisticamente melhor crescimento e maior degradação do amido foi o MC sem glicose a 2% amido e a linhagem que se demonstrou potencialmente degradadora de amido foi o mutante CLB3. Conclui-se, portanto, que Aspergillus nidulans pode ser considerado como um produtor de amilases.

Atividade amilolítica e qualidade fisiológica de sementes armazenadas de milho super doce tratadas com ácido giberélico

O uso de reguladores de crescimento na fase de germinação melhora o desempenho das plântulas, acelerando a velocidade de emergência e realçando o potencial das sementes de várias espécies, mesmo sob condições adversas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do ácido giberélico na atividade amilolítica e no vigor de sementes armazenadas de milho super doce. O experimento foi conduzido nos Laboratórios de Análise de Sementes do Departamento de Produção Vegetal/FCA e no Laboratório de Bioquímica de Plantas do Departamento de Química e Bioquímica/IB da Universidade Estadual Paulista (UNESP/Botucatu), entre os meses de julho e setembro de 2001, onde foram feitas as avaliações da qualidade fisiológica, através dos testes de germinação, vigor e bioquímicos. Sementes de milho super doce da cultivar DO-04, foram acondicionadas em sacos de papel e armazenadas por oito meses em câmara seca (40% UR). Após este período, foram colocadas para germinar em rolos de papel toalha, embebidos com GA3 nas concentrações zero; 50; 100; 150 e 200mg.L-1. Foram avaliadas a germinação, vigor e atividade amilolítica das sementes. As sementes submetidas à pré-embebição em solução de 50mg.L-1 de ácido giberélico, apresentaram maior germinação e vigor, menor teor de proteínas totais e maior atividade amilolítica.

Enzimas removedoras de radicais livres e proteínas lea associadas à tolerância de sementes milho à alta temperatura de secagem

Sementes de milho tornam-se tolerantes à dessecação à medida que secam naturalmente no campo e, após a maturidade fisiológica, pré-secagem a 35ºC pode induzir tolerância à temperatura de secagem de 50ºC. Nesse trabalho, sementes da cultivar BRS-3060, colhidas com teor de água de 42,2%, submetidas a períodos crescentes de pré-condicionamento apresentaram tolerância crescenteà temperatura de 50ºC, até atingirem o teor de água de 25,9%, quando exibiram o máximo desempenho fisiológico, avaliado por meio de testes de germinação, vigor e atividade de enzimas a-amilase. O presente trabalho teve o objetivo de investigar o padrão eletroforético de enzimas removedoras de radicais livres e de proteínas lea, em sementes tolerantes e intolerantes a alta temperatura de secagem. As atividades das enzimas removedoras superóxido dismutase, peroxidase e catalase, foram detectadas em hipocótilos de plântulas após cinco dias de germinação e a atividade de proteínas lea detectada em eixos embrionários. Os resultados permitiram concluir que a tolerância de sementes de milho à temperatura de 50ºC está associada à atividade da enzima catalase e pouco relacionada à atividade das enzimas superóxido dismutase e peroxidase. Proteínas lea estavam ausentes em sementes de milho intolerantes e sua presença foi associada ao desempenho fisiológico das sementes tolerantes.

Bioestimulante e fertilizante associados ao tratamento de sementes de milho

O cultivo do milho é altamente tecnológico e absorve as inovações no sistema produtivo, visando ganhos em produção, mas deve-se atentar para os reais ganhos com a incorporação de novos produtos às sementes. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do bioestimulante Stimulate® e do fertilizante líquido Cellerate®, via tratamento de sementes, seis meses antes da semeadura e na pré-semeadura, na qualidade fisiológica das sementes de um híbrido simples (GNZ 2004) e de uma linhagem (L57) e na produtividade da cultura. Os ensaios foram conduzidos no Laboratório de Sementes e no campo experimental da Universidade Federal de Lavras (UFLA), Lavras/Mg. Os tratamentos, nas duas épocas, foram: testemunha; 5 mL.kg-1 de sementes de Stimulate® ; 5 e 10 mL.kg-1 de sementes de Cellerate®. Para avaliação da qualidade das sementes foram realizados os teste de germinação, emergência, velocidade de emergência, teste de frio, massa seca de parte aérea e de raiz das plântulas e análise das enzimas esterase, superóxido dismutase, malato desidrogenase, álcool desidrogenase, catalase e á-amilase. No ensaio em campo foram avaliadas a altura de planta, altura de espiga, número de espigas e produtividade. O tratamento das sementes de milho com o Cellerate®, na dose de 10 ml.kg-1 de sementes, acima da dose recomendada pelo fabricante, reduz a emergência de plântulas de milho de linhagem e de híbrido e a germinação de sementes de linhagem, quando o tratamento é feito na pré-semeadura. O tratamento das sementes de milho com o bioestimulante Stimulate® e com o fertilizante Cellerate® não afeta a produtividade de grãos.

Qualidade fisiológica de sementes de milho, feijão, soja e alface na presença de extrato de tiririca

A espécie Cyperus rotundus (tiririca) é perene e de difícil controle. Os órgãos subterrâneos dessa ciperácea produzem inibidores capazes de interferir na germinação e no crescimento de plântulas e de plantas de várias espécies, fenômeno chamado de alelopatia. A inibição na germinação de sementes pode estar associada à interferência de substâncias alelopáticas na atividade de enzimas chaves no processo de germinação. Nesse trabalho foi avaliada a qualidade fisiológica assim como a atividade de enzimas envolvidas no processo de germinação em sementes de milho, feijão, soja e alface submetidas ao extrato de bulbos de tiririca. As sementes foram germinadas em substrato contendo extrato de bulbos de tiririca, nas concentrações de 10 g L-1 e 100 g L-1 e água destilada. A avaliação da qualidade fisiológica foi feita por meio de testes de germinação e vigor. Avaliou-se a atividade das enzimas superóxido-dismutase e esterase para todas as espécies, catalase para as sementes de milho e feijão, peroxidase e endo-b-mananase para as de alface, glutamato-oxalacetato-transaminase e a-amilase para as de milho e glicose-6-fosfato-desidrogenase para as de soja. Observou-se uma diminuição da germinação das sementes de alface com o aumento da concentração do extrato, inibição da germinação das sementes de milho e de feijão quando submetidas ao extrato na concentração de 10 g L-1 e um estímulo da germinação de sementes de soja na presença do extrato na concentração de 10 g L-1 e uma inibição em extrato na concentração de 100 g L-1. Foi observada redução da atividade das enzimas superóxido-dismutase, endo-b-mananase, peroxidase e a-amilase com o aumento da concentração do extrato. Para glutamato-oxalacetato-transaminase e glicose-6-fosfato-desidrogenase observou-se aumento da atividade da enzima com o aumento da concentração do extrato, indicando a perda da qualidade das sementes. Para esterase foi verificada menor atividade da enzima nas sementes de alface submetidas à germinação em substrato contendo 100 g L-1 e em soja menor atividade dessa enzima foi observada nas concentrações de 0 e 100 g L-1. Para catalase, observou-se padrões diferenciados de bandas sob concentrações de 10 e 100 g L-1 para o milho. O extrato de bulbos de tiririca interfere na qualidade fisiológica na atividade das enzimas envolvidas no processo de germinação de sementes de milho, feijão, soja e alface.

Marcador isoenzimático de dormência em sementes de arroz

Objetivando avaliar as alterações que ocorrem durante o período de dormência das sementes de arroz irrigado, conduziram-se três experimentos sob diferentes condições de armazenamento. Sementes da cultivar Rio Grande, com alta intensidade de dormência pós-colheita, foram acondicionadas em sacos de papel multifoliado e armazenadas por um período de 12 meses, em câmara fria e seca (10ºC e 50% de umidade relativa) em armazém convencional em três localidades. Trimestralmente foram feitas avaliações por meio do teor de água, teste de germinação, alterações nos perfis eletroforéticos das isoenzimas Polifenoloxidase (PPO), Peroxidase (PO), Alfa-amilase (alfa-AM) e Beta-amilase (beta-AM) em gel de acrilamida e, de grupos redutores pela espectrofotometria. O tempo e as condições de armazenamento influenciam na superação da dormência das sementes, sendo que, em ambiente de armazém convencional, sementes de arroz superam a dormência em períodos de tempos menores que as sementes armazenadas em câmara fria e seca. As mudanças na atividade das enzimas alfa-AM e P.P.O. possuem relação direta com as alterações na porcentagem de germinação, pois, enquanto a atividade da alfa-AM aumenta a da P.P.O. diminui à medida que a dormência é superada, sugerindo ser a atividade dessas enzimas um promissor indicador da intensidade de dormência das sementes de arroz. Entretanto, a atividade das enzimas P.O. e beta-AM não se correlacionam com a dormência em sementes de arroz.

Composição química de sementes de trigo (Triticum aestivum L.) submetidas a estresse salino na germinação

O objetivo do experimento foi determinar algumas alterações bioquímicas de sementes de duas cultivares de trigo (BRS 177 e BRS 179) sob influência de diferentes níveis de sal (zero, 15, 30, 45 e 60mM NaCl) no processo de germinação. O ensaio foi realizado para avaliar alterações na atividade da a-amilase e nos teores de amido, açúcares redutores, carboidratos solúveis totais e proteínas causadas pelo estresse salino. A atividade da a-amilase e os teores carboidratos solúveis totais, açúcares redutores e proteínas são reduzidos, porém o conteúdo de amido aumenta com o incremento da salinidade, em ambas cultivares de trigo. Em todas as concentrações de NaCl, os componentes químicos nas sementes da cultivar BRS 179 são maiores do que os da cv. BRS 177, mostrando ser a BRS 179 mais tolerante à salinidade.

Alterações fisiológicas e bioquímicas durante a embebição de sementes de sucupira-preta (Bowdichia virgilioides Kunth.)

Nessa pesquisa foi avaliado o comportamento das sementes de sucupira-preta durante a embebição, bem como as modificações em algumas proteínas durante esse processo. As sementes foram embebidas em rolo de papel umedecido, a 30°C e pesadas a cada 6 horas até a protrusão radicular de 50% das sementes, após o que as sementes foram submetidas a análises protéicas pela técnica da eletroforese. A curva de embebição dessa espécie segue um modelo trifásico. Na avaliação dos sistemas enzimáticos, foi observado um comportamento constante para as enzimas superóxido dismutase e malato desidrogenase. Para a enzima álcool desidrogenase, catalase e α-amilase, a intensidade das bandas variou em função do lote utilizado. Para as proteínas resistentes ao calor, foi observada a presença de bandas durante toda a germinação, com alterações na intensidade no decorrer do processo.

Efeito do tratamento químico sobre a qualidade fisiológica e sanitária de sementes de arroz com diferentes graus de umidade

Este trabalho foi conduzido com objetivo de analisar o efeito do tratamento químico sobre a qualidade fisiológica e sanitária de sementes de arroz com diferentes graus de umidade durante o período de armazenamento. Foram utilizados dois lotes de sementes da cultivar EL PASO 144, com diferentes graus de umidade e níveis de sanidade. Para a formulação da calda fungicida foram adicionados 10 mL (1%), 20 mL (2%), e 30 mL (3%) de água em mistura com fungicida Carboxin/Thiram (300 mL.100 kg -1 de sementes). Iguais porcentagens de água, sem adição do fungicida, além de uma testemunha, constituíram os sete tratamentos. Após, foram embaladas em recipientes herméticos, e armazenadas por oito meses em temperatura ambiente. Foram avaliados o grau de umidade das sementes, a germinação, o vigor e a sanidade. Para avaliação bioquímica das sementes, através da técnica de eletroforese de sistemas enzimáticos, foi determinada a atividade das enzimas fosfatase ácida, álcool desidrogenase, glutamato oxalacetato, transaminase, esterase e α-amilase. O delineamento estatístico utilizado foi o completamente casualizado, com três repetições. Os efeitos benéficos do tratamento fungicida sobre a qualidade fisiológica são evidentes logo após o tratamento das mesmas. Houve decréscimo na germinação e no vigor das sementes tratadas, intensificado a partir do 60º dia de armazenamento. O fungicida utilizado no tratamento de sementes é eficiente na redução da incidência de fungos associados às mesmas. A alta umidade da semente associada ao fungicida acelera o processo de deterioração durante o armazenamento em embalagem hermética. Não foi possível detectar efeito do fungicida na expressão das enzimas em sementes viáveis.