Production and partial characterization of lipase from Penicillium verrucosum obtained by submerged fermentation of conventional and industrial media

The growing interest in lipase production is related to the potential biotechnological applications that these enzymes present. Current studies on lipase production by submerged fermentation involve the use of agro-industrial residues aiming at increasing economic attractiveness. Based on these aspects, the objective of this work was to investigate lipase production by Penicillium verrucosum in submerged fermentation using a conventional medium based on peptone, yeast extract, NaCl and olive oil, and an industrial medium based on corn steep liquor, Prodex Lac (yeast hydrolysate), NaCl and olive oil, as well as to characterize the crude enzymatic extracts obtained. Kinetics of lipase production was evaluated and the highest enzymatic activities, of 3.15 and 2.22 U.mL-1, were observed when conventional and industrial media were used, respectively. The enzymatic extract showed optimal activity in the range from 30 to 40 °C and at pH 7.0. Although the industrial medium presents economical advantages over the conventional medium, the presence of agro-industrial residues rich in nitrogen and other important nutrients seemed to contribute to a reduction in lipase activity.

Formulação de bebida láctea fermentada sabor pêssego utilizando substratos alternativos e cultura probiótica

Atualmente, são lançados no mercado diversos novos produtos, sendo que, especificamente na área de laticínios, ênfase tem sido dada ao desenvolvimento de produtos funcionais. Concernente à amplitude deste tema, o presente trabalho possui como objetivo geral o desenvolvimento de uma bebida láctea fermentada com características probióticas. Além disso, propõe-se a utilização de soro de leite e extrato hidrossolúvel de soja como substratos, agregando valor às matérias-primas de baixo custo, com características funcionais apontadas na literatura. Para tal, utilizou-se a técnica do planejamento de experimentos para obter a formulação de bebida láctea, utilizando como substratos leite de vaca, soro de leite e extrato hidrossolúvel de soja. A formulação contendo 30% de extrato hidrossolúvel de soja, 36,6% de leite de vaca e 33,3% de soro de leite foi definida como ideal em termos de análise sensorial e avaliação do crescimento celular. Análises organolépticas, microbiológicas e físico-químicas definiram a vida útil do produto. Durante o período de armazenamento, a bebida láctea sabor pêssego apresentou células viáveis da cultura mista adicionada dentro dos padrões estabelecidos (1 x 10(6) UFC.mL-1) até o 22º dia. A qualidade físico-química apresentou pequenas alterações, sendo que a acidez ficou bastante evidenciada a partir do 22º dia de armazenamento. A qualidade sensorial definiu o término do armazenamento no 14º dia, pelo fato da bebida já apresentar acidez elevada, sendo rejeitada nas análises sensoriais. A bebida láctea sabor pêssego desenvolvida teve uma vida útil de aproximadamente 14 dias, sem adição de conservante.

Qualidade da carne de cordeiros confinados recebendo diferentes relações de volumoso: concentrado na dieta

Este estudo teve como objetivo avaliar a qualidade da carne de cordeiros terminados em regime de confinamento que receberam dietas com diferentes teores de concentrado. Foram utilizados 18 cordeiros ½ Ile de France ½ Santa Inês não castrados, com peso inicial de aproximadamente 15 kg, distribuídos em dois lotes, representados pelo tratamento 1 (T1) animais que receberam na dieta relação volumoso:concentrado de 35:65 e (T2) cordeiros que receberam relação volumoso:concentrado de 65:35 até atingirem 32 kg de peso corporal em regime de confinamento, peso pré-determinado para o abate dos animais. Os cordeiros do tratamento 1 e 2 apresentaram valores similares de pH, força de cisalhamento, perdas por cocção e capacidade de retenção de água da carne, com valores médios de 5,70, 1,03 kgf/cm², 35,20 e 59,31%, respectivamente. A relação volumoso:concentrado não influenciou na qualidade centesimal da carne dos cordeiros alimentados com dietas mais concentradas ou mais volumosas, para umidade, proteína, extrato etéreo e matéria mineral. Concluiu-se que os cordeiros terminados em confinamento recebendo diferentes teores de concentrado na dieta apresentaram qualidade da carne similar; portanto, a escolha da dieta vai depender do custo dos ingredientes no momento do confinamento.

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%.

Esterilização de farinha de subprodutos animais em esterilizador industrial

As farinhas de subprodutos animais se apresentam como uma fonte praticamente completa da maioria dos aminoácidos requeridos para uma alimentação equilibrada. Estas farinhas são amplamente usadas para corrigir as deficiências nutricionais, que ocorrem em outras matérias-primas para rações, como os farelos de origem vegetal. No entanto, constituem um ambiente favorável à proliferação de microrganismos, tanto durante o processamento quanto na estocagem. A Portaria SARC 002 de 13/02/2003 no Anexo I da Instrução Normativa Número 15 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento propõe que a etapa de esterilização das farinhas poderá ser realizada antes do processo de cocção dos subprodutos ou na própria farinha, contanto que seja empregado vapor saturado direto a uma temperatura mínima de 133 °C por um tempo mínimo de 20 minutos. Industrialmente, o que se deseja é obter um produto final com padrões higiênicos sanitários aceitáveis, com teor proteico o mais alto possível. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi investigar diferentes estratégias de processamento da farinha de subprodutos de indústria de aves, observando aquela mais eficiente para a esterilização: se no subproduto antes da digestão ou se na própria farinha. Foram realizados testes em escala piloto com capacidade para 150 kg e em escala industrial com capacidade de 3.000 kg. O processo de esterilização em escala industrial apresentou um melhor desempenho comparado com o processo piloto. O teor de proteína aumentou em todos os testes e a digestibilidade final da farinha foi de aproximadamente 92%, o que eleva seu valor de mercado. Com relação à eliminação de microrganismos, o processo industrial foi eficiente, uma vez que não foi verificada contagem em nenhum dos três testes realizados.

Atividade antimicrobiana e antioxidante do óleo essencial de ho-sho (Cinnamomum camphora Ness e Eberm Var. Linaloolifera fujita)

Este trabalho teve como objetivo determinar a atividade antimicrobiana e antioxidante do óleo essencial de Ho-Sho. O principal componente do óleo essencial obtido a partir de folhas da planta submetidas ao processo de hidrodestilação foi o linalol (80 a 95% m/m). O óleo essencial mostrou atividade antimicrobiana para todos os microrganismos testados, com exceção de Pseudomonas aeruginosa. A maior atividade antimicrobiana do óleo essencial sobre as bactérias testadas foi observada sobre Xanthomonas campestris (33,0 mm) e a menor sobre Yersinia enterocolitica (10,5 mm). Para a concentração inibitória mínima (CIM), observou-se que todos os microrganismos apresentaram-se susceptíveis ao óleo essencial de Ho-Sho. A variação das CIM para as bactérias Gram-positivas foi de 1,00 mg.mL-1 (Streptococcus mutans) a 1,75 mg.mL-1 (Staphylococcus epidermidis). Já a variação das CIM para as bactérias Gram-negativas foi de 0,625 mg.mL-1 (Citrobacter freundii) a 2,50 mg.mL-1 (Shigella flexneri). Os resultados obtidos na determinação da atividade antioxidante do óleo essencial demonstram que o percentual antioxidante aumenta proporcionalmente à concentração de óleo essencial adicionado, atingindo o valor máximo de 97,49% de atividade antioxidante para a concentração de 50000 μg.mL-1.

Microorganisms screening for limonene oxidation

Limonene is a monoterpene obtained in large amounts from essential oils and is used as a raw material for the synthesis of flavors and fine chemicals. Several pathways or routes for the microbial degradation of limonene making use of the cytochrome P450-dependent monooxygenases have been described. In this study, we present a fermentative screening of microorganisms in order to verify their ability to perform the desirable conversion. In parallel, the PCR technique was used to select the microorganisms that contain the limC gene, which is responsible for the conversion of carveol to carvone. The microorganisms selected by PCR were not able to bioconvert limonene. From this result, we can suppose that these strains do not have the gene that codifies the enzyme responsible for the transformation of limonene into carveol. The results obtained in the fermentative screening showed that 4 microorganisms were able to bioconvert limonene into carveol. In addition, the amplification results showed the presence of fragments of 800 pb, expected for the limC gene. Therefore, the results obtained in the bioconversion and evaluation of the limC gene did not allow a correlation showing that these strains do not contain all the enzymes responsible for the conversion of limonene to carvone.

Head Space Solid Phase Micro-Extraction (HS - SPME) of volatile organic compounds produced by Sporidiobolus salmonicolor (CBS 2636)

The aim of the present study was the assessment of volatile organic compounds produced by Sporidiobolus salmonicolor (CBS 2636) using methyl and ethyl ricinoleate, ricinoleic acid and castor oil as precursors. The analysis of the volatile organic compounds was carried out using Head Space Solid Phase Micro-Extraction (HS - SPME). Factorial experimental design was used for investigating extraction conditions, verifying stirring rate (0-400 rpm), temperature (25-60 ºC), extraction time (10-30 minutes), and sample volume (2-3 mL). The identification of volatile organic compounds was carried out by Gas Chromatography with Mass Spectrum Detector (GC/MSD). The conditions that resulted in maximum extraction were: 60 ºC, 10 minutes extraction, no stirring, sample volume of 2.0 mL, and addition of saturated KCl (1:10 v/v). In the bio-production of volatile organic compounds the effect of stirring rate (120-200 rpm), temperature (23-33 ºC), pH (4.0-8.0), precursor concentration (0.02-0.1%), mannitol (0-6%), and asparagine concentration (0-0.2%) was investigated. The bio-production at 28 ºC, 160 rpm, pH 6,0 and with the addition of 0.02% ricinoleic acid to the medium yielded the highest production of VOCs, identified as 1,4-butanediol, 1,2,2-trimethylciclopropilamine, beta-ionone; 2,3-butanodione, pentanal, tetradecane, 2-isononenal, 4-octen-3-one, propanoic acid, and octadecane.

Evaluation of process parameters in the industrial scale production of fish nuggets

This work reports the use of experimental design for the assessment of the effects of process parameters on the production of fish nuggets in an industrial scale environment. The effect of independent factors on the physicochemical and microbiological parameters was investigated through a full 24 experimental design. The studied factors included the temperature of fish fillet and pulp in the mixer, the temperature of the added fat, the temperature of water and the ratio of protein extraction time to emulsion time. The physicochemical analyses showed that the higher temperature of the pulp and fillet of fish, the lower the protein in the final product. Microbiological analyses revealed that the counting of Staphylococcus coagulase positive, total and thermo-tolerant coliforms were in accordance with the current legislation.

Influence of different sanitizers on food contaminant bacteria: effect of exposure temperature, contact time, and product concentration

The efficiency of four Sanitizers - peracetic acid, chlorhexidine, quaternary ammonium, and organic acids - was tested in this work using different bacteria recognized as a problem to meat industry, Salmonella sp., S. aureus, E. coli and L. monocytogenes. The effects of sanitizer concentration (0.2, 0.5, 0.6, 1.0, 1.1 and 1.4%), at different temperatures (10 and 45 °C) and contact time (2, 10, 15, 18 and 25 minutes) were evaluated. Tests in an industrial plant were also carried out considering previously obtained results. In a general way, peracetic acid presented higher efficiencies using low concentration (0.2%) and contact time (2 minutes) at 10 °C. The tests performed in industrial scale showed that peracetic acid presented a good performance in concentration and contact time lower than that suggested by the suppliers. The use of chlorhexidine and quaternary ammonium led to reasonable results at the indicated conditions, and organic acids were ineffective under concentration and contact time higher than those indicated by the suppliers in relation to Staphylococcus aureus. The results, in general, show that the choice for the most adequate sanitizer depends on the microorganism contaminant, the time available for sanitizer application, and also on the process cost.

Assessment of fructooligosaccharides production from sucrose in aqueous and aqueous-organic systems using immobilized inulinase from Kluyveromyces marxianus NRRL Y-7571

This work investigated the fructooligosaccharides (FOS) synthesis by immobilized inulinase obtained from Kluyveromyces marxianus NRRL Y-7571 in aqueous and aqueous-organic systems using sucrose as substrate. The sequential strategy of experimental design was used to optimize the FOS conversion in both systems. For the aqueous-organic system, a 2(6-2) fractional design was carried out to evaluate the effects of temperature, sucrose concentration, pH, aqueous/organic ratio, enzyme activity, and polyethylene glycol concentration. For the aqueous system, a central composite design for the enzyme activity and the sucrose concentration was carried out. The highest fructooligosaccharides yield (Y FOS) for the aqueous-organic system was 18.2 ± S0.9 wt%, at 40 ºC, pH 5.0, sucrose concentration of 60% (w/w), enzyme activity of 4 U.mL-1, and aqueous/organic ratio of 25/75 wt%. The highest Y FOS for the aqueous system was 14.6 ± 0.9 wt% at 40 ºC, pH 5.0, sucrose concentration of 60 wt%, and enzyme activity of 4.0 U.mL-1.

An alternative method for screening lactic acid bacteria for the production of exopolysaccharides with rapid confirmation

The accumulation of exopolysaccharides (EPS) produced by microorganisms occurs in the presence of excess substrate and limiting conditions of elements that are essential to growth, such as nitrogen, phosphorus, sulfur, and magnesium. The presence of EPS produced by bacterial cells contributes to slime colonies formation in solid medium and increased viscosity in liquid medium. This paper proposes an alternative method for screening EPS-producing lactic acid bacteria using solid medium-containing discs of filter paper that are saturated with active cultures. The screening was carried out under different culture conditions varying the type of sugar, pH, and temperature. EPS production was visualized by the presence of mucoid colonies on the discs, which was confirmed by the formation of a precipitate when part of this colony was mixed with absolute alcohol. The established conditions for obtaining a high number of isolates producing EPS were 10% sucrose, pH 7.5 and 28 ºC. This method proved to be effective and economical because several strains could be tested on the same plate, with immediate confirmation.

Uutta, vanhaa ja kierrätettyä : kohti metodologista synteesiä ja dialogista tilaa

Kirjallisuusarvostelu

Tabagismo como fator de risco para a doença renal crônica: revisão sistemática

Introdução: A doença renal crônica (DRC) e o tabagismo são problemas de saúde pública. Objetivo: Analisar o tabagismo como fator risco para a progressão da DRC. Métodos: Realizou-se uma revisão sistemática nas bases Medline, LILACS, SciELO, Google Acadêmico, Trials.gov e Embase com artigos publicados até fevereiro de 2013. Incluíram-se estudos: tipo coorte, ensaios clínicos e caso-controle. Realizados em seres humanos com idade ≥ 18 anos tendo tabagismo como fator de risco para progressão da DRC. Excluíram-se estudos que não referiam tabagismo e DRC no título ou tinham proposta de combate ao fumo. Resultados: Das 94 citações, 12 artigos foram selecionados. Destes, seis eram multicêntricos realizados em países desenvolvidos e quatro foram aleatorizados. Predominou o sexo masculino 51%-76%. Houve progressão associada ao tabagismo em 11 estudos. Identificou-se que o consumo ≥ 15 maços/ ano aumenta o risco de progressão da DRC. Conclusão: Tabagismo é fator de risco para progressão da DRC.

Avaliação de genótipos de milho para semeadura precoce sob influência de baixa temperatura

O milho (Zea mays L.) é uma planta de clima tropical que exige calor e umidade para produzir satisfatoriamente e proporcionar rendimentos compensadores. Diversos fatores podem comprometer a germinação das sementes e a emergência de plântulas no campo, merecendo destaque a semeadura em solos com baixas temperaturas. Em regiões que predominam condições de baixas temperaturas, seria importante o uso de sementes mais tolerantes a essa condição de estresse. Sementes de milho apresentam variabilidade genética para a germinação a baixas temperaturas. O objetivo deste trabalho foi classificar genótipos de milho quanto a tolerância das sementes à baixa temperatura de germinação, identificando àqueles com potencial para utilização em semeadura precoce. Avaliaram-se 16 genótipos provenientes do programa de melhoramento de milho da empresa KSP Sementes e Pesquisas Ltda., sendo 10 linhagens em diferentes estádios endogâmicos, seis populações de fecundação aberta e três híbridos simples comerciais, recomendados para semeadura precoce na Região Sul do Brasil. A avaliação da qualidade fisiológica das sementes foi feita pelos testes de germinação, primeira contagem de germinação, comprimento de plântula, biomassa seca, área foliar e radicular nas temperaturas de 25°C e 10°C. Foram realizadas análises eletroforéticas para os sistemas isoenzimáticos da fosfatase ácida, esterase e peroxidase. Os resultados permitiram classificar os genótipos quanto à tolerância das sementes à baixa temperatura, evidenciando que há variabilidade entre eles e potencialidades para serem usados em semeadura precoce na região sul do Brasil.