Extração química e enzimática das proteínas do fubá de milho

Diferentes métodos químicos e um enzimático foram testados para extração das proteínas do fubá de milho. A avaliação do rendimento da extração protéica foi feita pela determinação do teor de proteína e de sólidos totais dos resíduos obtidos. Para a extração química das proteínas, uma solução alcalina, isoladamente ou em associação com etanol, foi empregada como solvente. O método alcalino-alcoólico seqüencial foi o mais eficiente, dentre os métodos químicos testados, tendo alcançado 88,2% de rendimento. Por outro lado, o método alcalino (75,5% de rendimento) apresenta a vantagem de não empregar etanol, reduzindo os custos do processo, pois se evita a etapa de remoção desse solvente. Para a extração enzimática, foi utilizada uma protease de Bacillus liccheniformis. As variáveis, tempo e temperatura, empregadas no método enzimático influenciaram no rendimento da extração protéica do fubá de milho. Os melhores resultados foram obtidos em 5, 15 e 24 h a 55 °C, que não apresentaram diferença significativa, sendo que a condição mais vantajosa do ponto de vista econômico foi a de 5 h a 55 °C com um rendimento de 83,8%.

Otimização de um meio de cultura para a produção de proteases por um Bacillus sp. termofílico

Bacillus sp. SMIA-2 cresceu e secretou proteases quando cultivado em culturas líquidas contendo citrato trissódico como fonte de carbono e nitrato de amônio como fonte de nitrogênio. A atividade máxima da enzima foi alcançada após 8 horas de incubação do microrganismo, com níveis de 7,2 U.mg -1 proteína. A suplementação do meio com 2,0 mM de CaCl2 não proporcionou um aumento da atividade da protease, porém aumentou a sua estabilidade de 2 para 4 horas. A redução da concentração do fosfato de potássio no meio de cultura de 11,0 para 5,0 mM promoveu um acréscimo de 82% (13 U.mg -1 proteína) na atividade da protease. A substituição do nitrato de amônio presente no meio de cultura por 0,1% de soro de queijo aumentou a atividade da protease para 25 U.mg -1 proteína. Nestas condições, o tempo requerido para que a enzima atingisse seu pico de atividade máxima, que antes era de 9 horas, passou para 16 horas. A substituição do citrato trissódico do meio de cultura pela água de maceração de milho (0,5%) não só aumentou a atividade da enzima como também retardou o processo de desativação que é típico da produção de proteases. A atividade máxima da enzima obtida quando estes dois resíduos foram utilizados no meio foi 59,5 U.mg -1 proteína. Após alcançar este valor a enzima se manteve estável por mais de 20 horas o que favorece a sua produção em larga escala.

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%.

Isolamento de coliformes, estafilococos e enterococos de leite cru provenientes de tanques de refrigeração por expansão comunitários: identificação, ação lipolítica e proteolítica

O isolamento e a identificação de microrganismos em leite cru se tornam interessantes do ponto de vista de saúde pública, pois dependendo das espécies isoladas, ações direcionadas podem ser tomadas visando a melhoria de sua qualidade. A deterioração do leite é conseqüência sobretudo do crescimento de microrganismos psicrotróficos, que produzem lipases e proteases termoestáveis que não são desnaturadas durante o processo de pasteurização, conferindo sabores e odores rançoso e amargo, respectivamente. Assim, o objetivo deste trabalho foi isolar e identificar os principais gêneros de bactérias pertencentes à família Enterobacteriaceae, Gram-negativas oxidase positiva, gêneros Staphylococcus e Enterococcus, bem como atividade de lipases e proteases de 16 propriedades rurais do município de Boa Esperança-MG. As bactérias Gram-negativas foram isoladas em ágar eosina azul de metileno (EMB) e ágar Entérico Hektoen. Estafilococos foram isolados em ágar Baird-Parker e Enterococcus em ágar KF. Colônias de interesse foram coletadas e submetidas à coloração de Gram, e às provas de catalase e oxidase. Após esses procedimentos, os isolados selecionados foram identificados utilizando-se Bactray I, II e III; Api 20 Strep; e provas sugeridas pelo Bergey's Manual of Determinative Bacteriology. A identificação sorológica de Enterococcus foi realizada utilizando-se Prolex. O leite oriundo das 16 propriedades continha cepas de microrganismos fecais como Escherichia coli e Enterococcus do grupo D de Lancefield. Bactérias Gram-negativas oxidase positiva foram identificadas em cinco propriedades. Staphylococcus foram encontrados em 10 propriedades. O leite coletado nas fazendas investigadas possui microrganismos que comprometem sua qualidade. Todos os grupos de microrganismos testados revelaram atividades de lipase e protease.

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.

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.

Efeito de parâmetros hidrolíticos na obtenção de hidrolisados proteicos de farinha de trigo com baixo teor de fenilalanina

Tendo como objetivo a obtenção de hidrolisados proteicos de farinha de trigo com baixo teor de fenilalanina (Phe), foram preparados, inicialmente, extratos proteicos da farinha de trigo, empregando-se método enzimático pela ação de protease de Bacillus licheniformis. Em seguida, esses extratos foram hidrolisados sob a ação do extrato enzimático bruto (EEB), obtido de casca de abacaxi, e de pancreatina comercial; e alguns parâmetros hidrolíticos foram avaliados, tais como temperatura (30; 35; 40; 50; e 70 °C), tempo (1 hora e 30 minutos; 2 horas e 30 minutos; 3 horas e 30 minutos), e pH de reação (6,0; 7,0; 8,0 e 9,0). Para a remoção de Phe, empregou-se o carvão ativado (CA) e a eficiência deste processo foi avaliada determinando-se o teor de Phe por espectrofotometria derivada segunda, na farinha de trigo, assim como nos hidrolisados após tratamento com CA. Para os três parâmetros estudados, observaram-se efeitos variados sobre a remoção de Phe, sendo que os melhores resultados foram encontrados ao se empregar a associação sucessiva de EEB (E:S 10:100, 1 hora e 30 minutos), com a pancreatina (E:S 4:100, 3 horas e 30 minutos), em pH 7,0 a 50 °C, tendo atingido 66,28% de remoção de Phe, o que corresponde a um teor final de Phe de 522,44 mg.100 g-1 de hidrolisado.

Isolation and characterization of bacterial strains with a hydrolytic profile with potential use in bioconversion of agroindustial by-products and waste

There is a trend towards the use of novel technologies nowadays, mainly focused on biological processes, for recycling and the efficient utilization of organic residues that can be metabolized by different microorganisms as a source of energy. In the present study the isolation of bacterial strains from six different agro-industrial by-products and waste was performed with the objective of evaluating their hydrolytic capacities and suitability for use in bioconversion of specific substrates. The 34 isolated strains were screened in specific culture media for the production of various hydrolytic enzymes (lipase, protease, cellulase, and amylase). It was found that 28 strains exhibited proteolytic activity, 18 had lipolytic activity, 13 had caseinolytic activity, 15 had amylolytic activity, and 11 strains exhibited cellulolytic activity. The strains that showed the highest hydrolytic capacities with biotechnological potential were selected, characterized genotipically, and identified as Bacillus, Serratia, Enterococcus, Klebsiella, Stenotrophomonas, Lactococcus, and Escherichia genera. It was concluded that the strain isolates have a high potential for use in the bioconversion of agro-industrial waste, both as a pure culture and as a microbial consortium.

Potential of quixaba (Sideroxylon obtusifolium) latex as a milk-clotting agent

There are several obstacles to the use of chymosin in cheese production. Consequently, plant proteases have been studied as possible rennet substitutes, but most of these enzymes are unsuitable for the manufacture of cheese. The aim of this study was to evaluate the potential of latex from Sideroxylon obtusifolium as a source of milk-clotting proteases and to partially characterize the enzyme. The enzyme extract showed high protease and coagulant activities, with an optimal pH of 8.0 and temperature of 55 °C. The enzyme was stable in wide ranges of temperature and pH. Its activity was not affected by any metal ions tested; but was inhibited by phenylmethanesulfonyl fluoride and pepstatin. For the coagulant activity, the optimal concentration of CaCl2 was 10 µmol L- 1. Polyacrylamide gel electrophoresis showed four bands, with molecular weights between 17 and 64 kDa. These results indicate that the enzyme can be applied to the cheese industry.

Fusarium graminearum growth inhibition mechanism using phenolic compounds from Spirulina sp

The application of natural antifungal substances is motivated by the need for alternatives to existing methods that are not always applicable, efficient, or that do not pose risk to consumers or the environment. Furthermore, studies on the behaviour of toxigenic species in the presence of natural fungicides have enabled their safe application in the food chain In this study, Spirulina LEB-18 phenolic extract was assessed for its antifungal activity on 12 toxigenic strains of Fusarium graminearum isolated from barley and wheat. The susceptible metabolic pathways were assessed through the determination of structural compounds (glucosamine and ergosterol) and enzyme activity of the microorganisms' primary metabolism. The results indicate that phenolic extracts reduced the growth rate of the toxigenic species investigated. The IC50 was obtained by applying 3 to 8% (p/p) of phenolic compounds in relation to the culture medium. The use of this natural fungicide proved promising for the inhibition of fungal multiplication, especially in terms of the inactivation of enzymatic systems (amylase and protease) of Fusarium graminearum.

Adhesion and production of degrading enzymes by bacteria isolated from biofilms in raw milk cooling tanks

Biofilms in milk cooling tanks compromise product quality even on farms. Due to the lack of studies of this topic, this study evaluated the microbiological conditions of raw milk cooling tanks on farms and characterized the microorganisms isolated from these tanks. Samples were wiped off with sterile swabs from seven milk cooling tanks in three different points in each tank. Mesophiles and psychrotrophic counts were performed in all samples. The isolation of Pseudomonas spp., Bacillus cereus and atypical colonies formed on selective media were also performed, totalizing 297 isolates. All isolates were tested for protease and lipase production and biofilm formation. Of the total isolates, 62.9% produced protease, 55.9% produced lipase, and 50.2% produced biofilm. The most widespread genus inside the milk cooling tank was Pseudomonas since it was not possible to associate this contamination with a single sampling point in the equipment. High counts of microorganisms were found in some cooling tanks, indicating poor cleaning of the equipment and providing strong evidences of microbial biofilm presence. Moreover, it is worth mentioning the milk potential contamination with both microbial cells and their degrading enzymes, which compromises milk quality.

The importance of heat against antinutritional factors from Chenopodium quinoa seeds

Chenopodium quinoa seeds have high protein content. The nutritional value of quinoa is superior compared with traditional cereals. Its essential amino acid composition is considered next to the ideal, and its quality matches that of milk proteins. In this study, the seed storage proteins from Chenopodium quinoa were extracted, fractionated, partially purified, and characterized. The structural characterization was performed by Tricine-SDS-PAGE and two-dimensional electrophoresis, and it confirmed the presence of proteins of molecular weight of 30 and 7kDa, probably corresponding to lectins and trypsin inhibitors, respectively. The functional characterization of these proteins evidenced their activity as antinutritional factors due to their in vitro digestibility. Quinoa proteins have an excellent amino acid composition with many essential amino acids. In vitro digestibility evaluation indicated that heat-treated samples showed a more complete digestion than the native state samples. Quinoa seeds can be an important cereal in human diet after adequate heat treatment.

In vitro antioxidant, antimutagenic and antiproliferative activities of collagen hydrolysates of jumbo squid (Dosidicus gigas) byproducts

AbstractHydrolysates from two different jumbo squid byproducts (fins and arms), produced by trypsin and protease type XIV were compared on the basis of their antioxidant (DPPH and ABTS radical scavenging assays), antimutagenic (Ames test) and antiproliferative (Transformation cell proliferation in M12.C3F6 murine cells) activities. Jumbo squid arms had higher content of collagen than fins, and their hydrolysates had the highest antioxidant activity. Also, jumbo squid arm-derived collagen hydrolyzed with protease XIV showed the highest antimutagenic activity. The four hydrolysates obtained showed low antiproliferative activity, however they are susceptible for further studies to be applied as food additives.

Extraction, purification and characterization of inhibitor of trypsin from Chenopodium quinoa seeds

Abstract A novel trypsin inhibitor of protease (CqTI) was purified from Chenopodium quinoa seeds. The optimal extracting solvent was 0.1M NaCl pH 6.8 (p < 0.05). The extraction time of 5h and 90 °C was optimum for the recovery of the trypsin inhibitor from C. quinoa seeds. The purification occurred in gel-filtration and reverse phase chromatography. CqTI presented active against commercial bovine trypsin and chymotrypsin and had a specific activity of 5,033.00 (TIU/mg), which was purified to 333.5-fold. The extent of purification was determined by SDS-PAGE. CqTI had an apparent molecular weight of approximately 12KDa and two bands in reduced conditions as determined by Tricine-SDS-PAGE. MALDI-TOF showed two peaks in 4,246.5 and 7,908.18m/z. CqTI presented high levels of essential amino acids. N-terminal amino acid sequence of this protein did not show similarity to any known protease inhibitor. Its activity was stable over a pH range (2-12), temperatures range (20-100 °C) and reducing agents.