Modelagem molecular voltada para a construção de um nanobiossensor para detecção do herbicida Imazaquin

In this study, our goal was develop and describe a molecular model of the enzyme-inhibiting interaction which can be used for an optimized projection of a Microscope Force Atomic nanobiosensor to detect pesticides molecules, used in agriculture, to evaluate its accordance with limit levels stipulated in valid legislation for its use. The studied herbicide (imazaquin) is a typical member of imidazolinone family and is an inhibitor of the enzymatic activity of Acetohydroxiacid Synthase (AHAS) enzyme that is responsible for the first step of pathway for the synthesis of side-chains in amino acids. The analysis of this enzyme property in the presence of its cofactors was made to obtain structural information and charge distribution of the molecular surface to evaluate its capacity of became immobilized on the Microscopy Atomic Force tip. The computational simulation of the system, using Molecular Dynamics, was possible with the force-field parameters for the cofactor and the herbicides obtained by the online tool SwissParam and it was implemented in force-field CHARMM27, used by software GROMACS; then appropriated simulations were made to validate the new parameters. The molecular orientation of the AHAS was defined based on electrostatic map and the availability of the herbicide in the active site. Steered Molecular Dynamics (SMD) Simulations, followed by quantum mechanics calculations for more representative frames, according to the sequential QM/MM methodology, in a specific direction of extraction of the herbicide from the active site. Therefore, external harmonic forces were applied with similar force constants of AFM cantilever for to simulate herbicide detection experiments by the proposed nanobiosensor. Force value of 1391 pN and binding energy of -14048.52 kJ mol-1 were calculated.

Efeitos a posteriori dos défices hídricos sobre a actividade fotossintética: mecanismos de fotoprotecção e sistema enzimático antioxidante

Tese de dout., Biologia (Fisiologia Vegetal), Faculdade de Engenharia dos Recursos Naturais, Univ. do Algarve, 2005

Desempenho de juvenis de tilápia-do-nilo alimentados com rações contendo complexo enzimático

Avaliou-se o efeito da inclusão de um complexo enzimático em dietas para tilápias-do-nilo (Oreochromis niloticus) sobre o desempenho, a composição química da carcaça e a qualidade da água. Foram utilizados 200 alevinos revertidos (4,57 ± 1,24 g), distribuídos em delineamento inteiramente casualizado em 20 tanques de 500 litros, com quatro tratamentos e cinco repetições, considerando a unidade experimental uma caixa com dez peixes. Os peixes foram alimentados com dietas contendo 0; 0,033; 0,066 ou 0,099% de complexo enzimático. As dietas foram processadas na forma peletizada e fornecidas quatro vezes ao dia, às 8, 11, 14 e 17 h. Os valores médios de pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, temperatura, fósforo total, amônia e nitrato da água de cultivo não foram influenciados pela dieta. A inclusão do complexo enzimático na dieta não afetou o ganho de peso, as taxas de sobrevivência e de crescimento específico, mas influenciou o consumo de ração e a conversão alimentar, cujos valores foram maiores nos peixes alimentados com a dieta com 0,066% de complexo enzimático. Não foram observadas diferenças nos teores de matéria seca, umidade, proteína bruta, matéria mineral, cálcio e fósforo na carcaça dos peixes, no entanto, o teor de extrato etéreo reduziu de forma linear com o aumento do nível de complexo enzimático. A utilização de complexo enzimático (amilase, protease, celulase, lipase, pectinase, xilanase, β-glucanase e fitase) no nível de 0,066% em dietas para juvenis de tilápia-do-nilo piora a conversão alimentar, mas não influencia o desempenho e a composição corporal dos peixes.

Utilização de nutrientes de dietas contendo mananoligossacarídeo e/ou complexo enzimático para frangos de corte

Avaliaram-se a digestibilidade ileal e a retenção de alguns nutrientes e os valores de energia de dietas contendo mananoligossacarídeo (MOS) e/ou complexo enzimático (CE) para frangos de corte. Foram utilizadas 275 aves em delineamento em blocos ao acaso e arranjo fatorial 2 x 2 + 1, com dois níveis de MOS (0 e 0,1%), dois níveis de complexo enzimático (0 e 0,05%) e uma dieta controle positivo com antibióticos. O óxido crômico (0,5%) foi adicionado às dietas para estimativa do fator de indigestibilidade. O experimento teve início quando as aves completaram 13 dias de idade; a coleta de excretas foi realizada do 20º ao 22º dia e a de digesta, no 23º dia de idade das aves. A interação MOS × CE foi significativa para a retenção de PB e P e de energia metabolizável aparente (EMA), cujos valores foram maiores nas dietas com MOS e CE. A inclusão do CE melhorou a retenção de MS e os coeficientes de digestibilidade ileal de MS, PB, Ca e P na retenção de cálcio e nos valores de energia digestível com a inclusão de mananoligossacarídeo. Os coeficientes de digestibilidade ileal da MS, a retenção de MS, PB, Ca e P e os valores de energia digestível e de EMA das dietas contendo MOS e/ou CE foram superiores aos obtidos com a dieta contendo antibióticos.

Mananoligossacarídeos e complexo enzimático em dietas para frangos de corte

Avaliou-se o efeito de dietas com mananoligossacarídeos e complexo enzimático (CE) sobre o desempenho, a morfologia intestinal e a qualidade da cama de frangos aos 42 dias de idade. Foram utilizadas 750 aves em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 2 × 2 + 1, com dois níveis de mananoligossacarídeos (0 e 0,1% de 1 a 21 dias e 0,05% de 22 a 42 dias de idade), dois níveis de complexo enzimático (0 e 0,05%) e uma dieta com antibióticos (CP), totalizando cinco dietas com cinco repetições. Aos 42 dias de criação, o desempenho foi avaliado e, após o abate das aves, foram coletadas amostras de intestino e de cama e avaliado o desempenho. A inclusão de mananoligossacarídeos e/ou complexo enzimático na dieta não afetou o desempenho das aves, o perímetro e a altura dos vilos duodenais, a profundidade de criptas, a densidade de vilos no duodeno, jejuno e íleo, os teores de matéria seca e nitrogênio total e o pH das camas. A interação mananoligossacarídeos × complexo enzimático foi significativa para perímetro e altura de vilos no jejuno, que foram maiores nas aves alimentadas com as rações sem complexo enzimático e mananoligossacarídeos, mesmo comportamento observado para perímetro e altura de vilos ileais. Entretanto, quando adicionados mananoligossacarídeos e complexo enzimático, os valores dessas variáveis reduziram. A volatilização de amônia aumentou em camas de frango tratados com antibióticos e diminuiu com a adição de mananoligossacarídeos à dieta. A adição de mananoligossacarídeos ou complexo enzimático às dietas aumentou o perímetro e altura de vilos da mucosa do jejuno e do íleo e reduziu a volatilização de amônia da cama.

Utilização de dietas úmidas e de rações e água de bebida com edulcorante para leitões desmamados aos 21 dias de idade e efeitos sobre o desenvolvimento histológico e enzimático intestinal

Um experimento foi realizado com leitões desmamados visando avaliar os efeitos de oito tratamentos, correspondentes à combinação dos fatores, apresentações de ração (seca e úmida), tipos de ração (sem e com edulcorante) e tipos de água de consumo (sem e com edulcorante) sobre o desenvolvimento morfológico e enzimático intestinal. Foram avaliadas a altura das vilosidades (V), a profundidade das criptas (C) e a relação altura das vilosidades e profundidade das criptas (V:C) do duodeno e do jejuno, o conteúdo de proteína na mucosa do jejuno, e as atividades enzimáticas (UA) da maltase, sacarase e dipeptidase. Utilizaram-se 32 leitões machos castrados, Large White x Landrace, desmamados aos 21 dias, submetidos aos tratamentos durante oito dias. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com oito tratamentos, fatorial 2 x 2 x 2, com quatro repetições. Foram observadas diferenças para a altura das vilosidades do duodeno para os grupos tratados com dieta úmida e ração com edulcorante e para a relação V:C do duodeno para os animais que receberam ração com edulcorante. Houve diferença para a UA da sacarase e da maltase para os grupos que receberam água sem edulcorante. As características histológicas foram favorecidas pelas dietas úmidas, o que pode sugerir que esta apresentação foi menos agressiva ao trato digestivo. Para os demais fatores os resultados contrariaram as expectativas de que o tratamento água com edulcorante melhoraria a qualidade do epitélio intestinal. A fase crítica pela qual os leitões foram submetidos, possivelmente, comprometeu os resultados.

Complexo enzimático para suínos: digestão, metabolismo, desempenho e impacto ambiental

Foram conduzidos dois experimentos para avaliar a suplementação enzimática (amilase, pentosanase, celulase, protease e a-galactosidase) em rações à base de milho e farelo de soja para suínos. No Exp 1, foram determinadas as digestibilidades aparentes da energia, matéria seca, proteína e das fibras das rações, com ou sem o complexo enzimático, para suínos machos castrados, com 19,96 ± 2,90 kg de peso vivo. Foi utilizado o método da coleta total de fezes e as rações foram formuladas com níveis reduzidos de energia, proteína e aminoácidos. No Exp 2, foram mensurados o desempenho, a excreção de sólidos totais e voláteis, matéria mineral, nitrogênio, macro e microminerais nas fezes, em relação ao desempenho, de suínos machos castrados dos 50 aos 151 dias de idade, com peso médio inicial de 18,34 ± 1,35 kg. Foram utilizadas três dietas, sendo uma ração formulada para atender ou exceder as exigências nutricionais dos animais, de acordo com o NRC (1998), e outras duas com níveis reduzidos de energia, proteína e aminoácidos, suplementadas ou não com o complexo enzimático. Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados. A suplementação enzimática em rações contendo milho e farelo de soja não promoveu incrementos na digestibilidade de nutrientes, não melhorou o desempenho dos animais e também não reduziu a excreção de resíduos pelas fezes. Mais estudos são necessários para testar novas matrizes e diferentes níveis do complexo enzimático.

Avaliação econômica da utilização de diferentes níveis de polpa cítrica com ou sem adição de complexo enzimático nas dietas de suínos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo das interações polifenol-proteína e das reações de escurecimento não-enzimático para o processamento de cajuína

The cashew, a fruit from Brazilian Northeast is used to produce juice due to its flavor and vitamin C richness. However, its acceptance is limited due to its astringency. Cajuína is a derivate product appreciated by its characteristic flavor, freshness and lack of astringency, due to tannin removal. Cajuína is a light yellow beverage made from clarified cashew juice and sterilized after bottling. It differs from the integral and concentrated juice by the clarification and thermal treatment steps. Many problems such as haze and excessive browning could appear if these steps are not controlled. The objective of this work was divided into two stages with the aim to supply process information in order to obtain a good quality product with uniform characteristics (sensory and nutritional). Polyphenol-protein interaction was studied at the clarification step, which is an empirical process, to provide values on the amount of clarifying solution (gelatin) that must be added to achieve a complete juice clarification. Clarification essays were performed with juice dilutions of 1:2 and 1:10 and the effect of metabissulfite and tannic acid addition was evaluated. It was not possible to establish a clarification point. Metabissulfite did not influenced the clarification process however tannic acid addition displaced the clarification point, showing the difficulty visual monitoring of the process. Thermal treatment of clarified juice was studied at 88, 100, 111 e 121 °C. To evaluate the non-enzymatic browning, vitamin C, 5-hidroximetilfurfural (5-HMF) and sugar variation were correlated with color parameters (reflectance spectra, color difference and CIELAB). Kinetic models were obtained for reflectance spectra, ascorbic acid and 5-HMF. It was observed that 5-HMF introduction followed a first order kinetic rate at the beginning of the thermal treatment and a zero order kinetic at later process stages. An inverse correlation was observed between absorbance at 420 nm and ascorbic acid degradation, which indicates that ascorbic acid might be the principal factor on cajuína non-enzymatic browning. Constant sugar concentration showed that this parameter did not contribute directly to the nonenzymatic browning. Optimization techniques showed showed that to obtain a high vitamin C and a low 5-HMF content, the process must be done at 120 ºC. With the water-bath thermal treatment, the 90 °C temperature promoted a lower ascorbic acid degradation at the expense of a higher 5-HMF level

Hidrólise de resíduos lignocelulósicos utilizando extrato enzimático celulolítico produzido por Trichoderma reesei atcc 2768

Cellulolytic enzymatic broth by Trichoderma reesei ATCC 2768 cultived in shaker using cashew apple bagasse and coconut shell bagasse, as substrate for fermentation, was used to investigate the enzymatic hydrolysis of these substrates after pre-treatment with 1 M NaOH, wet-oxidation as well as a combination of these treatments. Hydrolysis runs were carried at 125 rpm, 50ºC and initial pH of 4.8 for 108 hours. Enzymatic broth produced using cashew apple bagasse treated with 1M NaOH (1.337 UI/mL CMCase and 0.074 UI/mL FPase), showed after the hydrolysis an initial of 0.094 g of reducing sugar/g of substrate.h with 96% yield of total reducing sugars while for the coconut shell bagasse treated using the alkaline process (0.640 UI/mL CMCase and 0.070 UI/mL FPase) exhibited an initial hydrolysis velocity of 0.025 g of reducing sugar/g of substrate.h with 48% yield of total reducing sugars. For the treatment with wet-oxidation using cashew apple bagasse as substrate enzymatic broth (0.547 UI/mL CMCase) exhibited an initial hydrolysis velocity of 0.014 g of reducing sugars/g of substrate.h with a lower yield about 89% of total reducing sugars compared to the alkaline treatment. Enzymatic broth produced using coconut shell treated by wet-oxidation showed an initial hydrolysis velocity of 0.029 g of reducing sugar/g of substrate.h with 91% yield. However, when the combination of these two treatments were used it was obtained an enzymatic broth of 1.154 UI/mL CMCase and 0.107 FPase for the cashew apple bagasse as well as 0.538 UI/mL CMCase and 0,013 UI/mL de FPase for the coconut shell bagasse. After hydrolysis, initial velocity was 0.029 g of reducing sugar/g of substrate.h. with 94% yield for the cashew apple bagasse and 0.018 g de reducing sugar/g of substrate.h with 69% yield for coconut shell bagasse. Preliminary treatment improves residues digestibility showing good yields after hydrolysis. In this case, cellulose from the residue can be converted into glucose by cellulolytic enzymes that can be used for ethanol production

Utilização de bagaço de caju desidratado e complexo enzimático na ração para codornas japonesas em postura

Given the significant share of food costs of poultry production, it is necessary to use strategies and techniques to maximize the utilization and biological value of the components of the diets, keeping constant or improving animal performance. In this context, seeking partial substitution of corn and the best use of the constituents of the diet, the present study aimed to evaluate the effects of inclusion of cashew pomace dehydrated (BCD) and enzyme complex (EC) in the diet on performance and quality eggs of Japanese quails. A total of 200 Japanese quail at 87 days of age, in 25 cages in a completely randomized design in a factorial 2 x 2 + 1 (two levels of cashew bagasse x two levels of enzymes) + control diet without cashew bagasse totaling five treatments with five replicates of eight birds each repetition. The experiment lasted 84 days, divided into four periods of 21 days. The treatments consisted of T1-Ration Control, T2-ration with 7.5% without EC BCD, T3-ration with 7.5% BCD with CE, T4-Ration with 15% BCD without EC and T5-Feed with 15% of BCD with EC. The enzyme complex (EC) is used fermentation product of Aspergillus niger, and cashew bagasse was obtained from the juice industry, passed through drying and crushing process for producing the bran. The performance and egg quality of quails, and performance variables: feed intake (FI), feed conversion ratio per dozen eggs (CAKDZ) and egg mass (CAMO), egg production (OP% bird / day), average egg weight (PMO) and egg mass (MO), and variables were egg quality, specific gravity (SG), Haugh unit (HU), yolk index, and the relationships between components eggs (%albumen,% yolk and %shell). Data were analyzed with the Statistical SAEG (2007). The 7.5 and 15% of cashew bagasse, independent of the enzyme complex decreased feed intake and improved the average egg weight. The two levels with the addition of EC showed significant differences for feed conversion by egg mass. The 7.5 with the addition of enzyme complex obtained the lowest average feed conversion per dozen eggs. The inclusion of up to 15% of cashew bagasse dehydrated with or without addition of enzyme complex in the diet of Japanese quails not interfere in the internal and external quality of eggs. The 7.5 and 15% BCD without added enzyme complex gave better means for specific gravity. Under conditions in which the experiment was conducted, it can be stated that the inclusion of up to 15% of cashew bagasse dehydrated with added enzyme complex feeding quail is economically viable, with the level of 7.5% with the addition of complex enzyme presented the best economic indices

Digestibilidade aparente de rações contendo complexo enzimático para tilápia-do-nilo

Avaliou-se a digestibilidade aparente de cinco rações isoproteicas e isoenergéticas contendo 0; 0,1; 0,2; 0,3 e 0,4g do complexo enzimático Bioenzimaplus (lipase, protease e carboidrase)/kg de ração na alimentação da tilápia-do-nilo. Foram utilizados 100 peixes distribuídos em cinco aquários de alimentação e cinco aquários de coleta de fezes. Os cinco tratamentos foram arranjados em delineamento inteiramente ao acaso com cinco repetições. Houve efeito linear de tratamento sobre a digestibilidade aparente (CDa) para proteína bruta e extrato etéreo. O CDa da proteína bruta e do extrato etéreo variaram de 81,60% a 84,93% e de 74,19% a 82,69%, respectivamente. Para carboidrato e energia bruta, o maior nível de suplementação resultou em maior CDa, 57,85% e 63,78%, respectivamente( P<0,05). Não foi observada diferença entre tratamentos no CDa da matéria seca, apresentando valores de 49,47% a 58,55%. A inclusão de complexo enzimático - lipase, protease e carboidrase - em dietas para tilápia-do-nilo melhorou a digestibilidade da proteína, do extrato etéreo, do carboidrato e da energia das rações.

Farelo de trigo e complexo enzimático na alimentação de frangas de reposição

Foram avaliados os efeitos da inclusão do farelo de trigo (FT) com e sem a suplementação da ração com um complexo enzimático (CE), composto de amilase, protease e celulase, sobre o desempenho de frangas semipesadas (15 semanas de idade) e seu efeito residual na produção de ovos. Foram utilizadas 288 frangas, distribuídas em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4X2, sendo quatro níveis de FT e dois níveis de um CE na ração: 0 (controle), 10, 20 e 30% X suplementação com 0 ou 50g de um CE/100 kg de ração, resultando em oito tratamentos, com seis repetições. Na fase de crescimento, o consumo de ração, o ganho de peso, a conversão alimentar e o peso vivo foram melhores para as aves que receberam as dietas isentas de FT. A adição do CE diminuiu o consumo de ração nas dietas com 0 e 30% de FT. Durante a fase de produção, o uso do CE na ração de recria sem FT aumentou o peso vivo das aves, mas reduziu no nível de 30% de FT. A produção de ovos diminuiu no nível de 20% de FT quando a dieta foi suplementada com o CE. As conversões alimentares no nível de 10% de FT foram semelhantes ao controle. Observou-se efeito quadrático do nível de FT sobre a conversão por massa de ovos, que foi melhor com 8,01%. Portanto, recomenda-se até 8,01% de inclusão do farelo de trigo na ração de poedeiras semipesadas de 15 a 19 semanas de idade.

Inoculante enzimático-bacteriano, composição química e parâmetros fermentativos das silagens dos capins Tanzânia e Mombaça

Objetivou-se, com o presente trabalho, avaliar os efeitos de idades de colheita e do uso de inoculante enzimático-bacteriano sobre os parâmetros de fermentação, de composição química e digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS) das silagens dos cultivares Tanzânia e Mombaça (Panicum maximum Jacq.). As forragens foram colhidas aos 45 e 60 dias após o corte de uniformização, submetidas a dois tratamentos (A - Ensilagem sem aditivo [Controle]; B - Ensilagem com adição de inoculante enzimático-bacteriano) e distribuídas em um delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial (dois capins x duas inoculações x duas idades de corte), com três repetições. O conteúdo de MS das silagens confeccionadas com as plantas colhidas aos 60 dias de rebrota foi superior àquele das silagens colhidas com 45 dias. As silagens confeccionadas com as plantas colhidas aos 45 dias de rebrota apresentaram os maiores teores de PB (11,9%). Não se observaram efeitos das silagens, dos tratamentos e das idades de corte sobre os teores de hemicelulose, celulose e DIVMS e valores de pH e N-NH3. As silagens do capim-tanzânia apresentaram os maiores teores de MS, FDN, FDA, ácido lático e ácido butírico, enquanto as de capim-mombaça, os de PB e de ácido acético. A adição de inoculante enzimático-bateriano promoveu silagens com menores teores de MS, PB e lignina que as não-tratadas. Os capins tanzânia e mombaça não apresentaram limitações ao processo de ensilagem. O inoculante enzimático-bacteriano não melhorou as características qualitativas, fermentativas e nutricionais das silagens avaliadas.

Farelo de trigo e complexo enzimático na alimentação de poedeiras semipesadas na fase de produção

The study was carried out with the objective to evaluate the effects of the inclusion of the wheat bran (WB) with or without supplementation of an enzymatic complex (EC) on the performance of semi-heavy hens in the egg-production phase. A total of 288 Lohmann Brown pullets were used, distributed to a completely randomized design in 4 x 2 factorial arrangement, composed by four WB levels (0, 3, 6 and 9%) in the ration and enzymatic complex supplementation (0 or 100g/100 kg diet), with eight treatments and six replicates of six birds. The enzymatic complex contained the enzymes beta-galactosidase, galactomananase, xilanase and alpha-glucanase. Feed intake, final body weight, egg production, egg weight, egg mass, egg mass feed conversion or egg dozen feed conversion was not affected by WB inclusion in the diets. Egg shell specific gravity deteriorated as WB levels increase in the diets. None of the characteristics was affected by the enzymatic complex supplementation, except for egg weight, that improved from 62.74 to 64.28 g. Then, the use up to 9.0% of wheat bran in the ration is recommended for semi-heavily chickens in the production phase. The supplementation of alpha-galactosidase, galactomannanase, xylanase and alpha-glucanase improve egg weight.