Folate: Methods of analysis

Folates and its derivatives occur as polyglutamates in nature. The multiplicity of forms and the generally low levels in foods makes quantitative analysis of folate a difficult task. The assay of folates from foods generally involves three steps: liberation of folates from the cellular matrix; deconjugation from the polyglutamate to the mono and di-glutamate forms; and the detection of the biological activity or chemical concentration of the resulting folates. The detection methods used are the microbiological assay relying on the turbidimetric bacterial growth of Lactobacillus rhamnosus which is by far the most commonly used method; the HPLC and LC/MS techniques and bio-specific procedures. This review attempts to describe the methods along with the merits and demerits of using each of these methods.

Phase diagrams of a CTAB/organic solvent/buffer system applied to extraction of enzymes by reverse micelles

A partial pseudo-ternary phase diagram has been studied for the cethyltrimethylammonium bromide/isooctane:hexanol:butanol/potassium phosphate buffer system, where the two-phase diagram consisting of the reverse micelle phase (L-2) in equilibrium with the solvent is indicated. Based on these diagrams two-phase systems of reverse micelles were prepared with different compositions of the compounds and used for extraction and recovery of two enzymes, and the percentage of enzyme recovery yield monitored. The enzymes glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) and xylose redutase (XR) obtained from Candida guilliermondii yeast were used in the extraction procedures. The recovery yield data indicate that micelles having different composition give selective extraction of enzymes. The method can thus be used to optimize enzyme extraction processes. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Extração de esterase de fígado suíno (PLE)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Quimiometria como ferramenta analitica para definição das condiçoes de ensaio da enzima peroxidase de soja

Enzimas Peroxidases são heme-proteínas encontradas nos diferentes organismos vivos, especialmente vegetais, apresentam importante papel fisiológico/bioquímico como proteção contra microorganismos invasores. A soja, um dos mais importantes produtos para o agronegócio brasileiro apresenta na casca de suas sementes (subproduto) alta atividade de peroxidase, denominada soybean peroxidase,com potencial de utilização em métodos analíticos clínicos. A proposta do trabalho foi aplicar o planejamento fatorial para otimização das condições extração da enzima, definição das condições ótimas de atividade (pH e temperatura), utilizando metodologia de superfície de resposta. Os dados obtidos com clara definição foram: i) extração em pó cetonico, ii) meio reacional: pH 3,3, volume da amostra contendo a enzima 330 µL - 340 µL, peróxido de hidrogênio 4,2 mmol.L-1 150 µL, tempo de reação 20 segundos, temperatura 50º C, substrato guaiacol 30mmol.L-1 300 µL, e 0,1 mol.L-1 de NaCl. O uso da dessa metodologia para definição das condições de extração e estudos cinético-enzimáticos da peroxidase de soja foram eficientes e mais precisos, comparado a metodologia de variações/repetições (tentativa e erro).

Avaliação da desidratação de mamão utilizando métodos combinados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Redução dos níveis de Ocratoxina A por ação da enzima peroxidase

A ocratoxina A é um composto formado a partir do metabolismo secundário de fungos dos gêneros Aspergillus e Penicillium. Uma vez que a presença dessa micotoxina nos alimentos causa sérios danos à saúde humana e animal, surge o interesse pelo desenvolvimento de métodos que visem a redução dos seus níveis em diferentes matrizes. Diversos processos de descontaminação têm sido propostos, sendo que os métodos de redução biológica tem recebido destaque. Esses métodos consistem na aplicação de micro-organismos ou de suas enzimas, o que gera a biotransformação ou degradação da toxina produzindo metabólitos com menor ou nenhuma toxicidade. Diante disso, o objetivo geral do trabalho foi avaliar o efeito da peroxidase na redução dos níveis de ocratoxina A. As enzimas peroxidases testadas foram a comercial e a obtida do farelo de arroz. Para a extração enzimática foram utilizadas as frações granulométricas do farelo de arroz de 48 a 100 mesh, sendo estas frações caracterizadas quimicamente. A peroxidase foi extraída do farelo de arroz em tampão 10 mM pH 5,0 e purificada por partição trifásica, obtendo 77,1% de recuperação e 9,2 para o fator de purificação. O método utilizado para a extração da ocratoxina A do sistema aquoso foi por partição líquido-líquido utilizando como solvente o clorofórmio, sendo esse método validado segundo os parâmetros de linearidade (0,1 a 20 ng mL-1), coeficientes de correlação (0,9997) e de determinação (0,9994), e limites de detecção (0,02) e quantificação (0,03). A afinidade entre as peroxidases e a ocratoxina A foi verificada segundo os parâmetros de KM e Vmáx, resultando em 0,00027 mM e 0,000015 mM min-1, respectivamente, para a peroxidase comercial, e 0,0065 mM e 0,000031 mM min-1 para a obtida do farelo de arroz. Com relação aos percentuais de redução de ocratoxina A, foram avaliadas 3 proporções enzima:substrato (1:10, 1:5 e 8:1 para a comercial e 1:10, 1:5 e a com atividade de 0,063 U mL-1 para a do farelo), sendo que as proporções que forneceram maior redução foi a de 8:1 para a enzima comercial (0,063 U mL-1) e a correspondente a 0,063 U mL-1 para a enzima obtida do farelo. Os percentuais de redução de ocratoxina A foram de 59% para a peroxidase comercial em 300 min e 41% para a peroxidase do farelo de arroz em 1440 min. O efeito de adsorção da ocratoxina A pela enzima peroxidase foi descartado uma vez que foi realizada a sua hidrólise com a enzima pepsina e verificado um percentual de 2,7% de adsorção, demonstrando que a redução foi por ação enzimática. A enzima obtida de farelo de arroz com atividade de 0,063 U mL-1 foi aplicada em suco de uva tinto e branco. Observou-se que para o primeiro não houve redução significativa, enquanto que para o segundo a redução foi de 17%. Neste trabalho, então, foi possível verificar a capacidade de redução dos níveis da ocratoxina A pela enzima peroxidase, tanto em sistema aquoso como no suco de uva integral branco.

Produção e extração da enzima anidrase carbônica e de ficobiliproteínas a partir de microalgas

Muito interesse tem sido focado no potencial biotecnológico das microalgas, principalmente devido à identificação de diversas substâncias sintetizadas por estes organismos, dentre elas a anidrase carbônica e as ficobiliproteínas. A anidrase carbônica é uma metaloenzima que catalisa a hidratação reversível do CO2 em bicarbonato com alta eficiência, sendo utilizada para captação de CO2 através de sistemas biológicos. A C-ficocianina e a aloficocianina, corantes naturais, são os dois principais componentes das ficobiliproteínas em cianobactérias e apresentam diversas aplicações dentro da indústria alimentícia, cosmética e farmacêutica. O objetivo principal desta tese foi avaliar a produção e a extração da anidrase carbônica e das ficobiliproteínas a partir de diferentes microalgas. Para isso, primeiramente foi realizado uma investigação da produção da anidrase carbônica pela microalga Dunaliella tertiolecta, onde foi estudada a extração da enzima e sua aplicação em sistemas de captura enzimática de CO2. Posteriormente foi avaliada a produção da enzima ao longo do cultivo de diferentes microalgas marinhas e dulcícolas (Dunaliella tertiolecta, Tetraselmis sueccica, Phaeodactylum tricornutum, Nannochloropsis oculata, Isochysis galbana, Chlorella vulgaris e Scenedesmus obliquus). A produção da enzima e de ficobiliproteínas, também, foi estudada para as cianobactérias Spirulina platensis LEB 52, Spirulina sp. LEB 18 e Synechococcus nidulans. Todos os cultivos foram acompanhados em termos de biomassa e pH. Por último, foi realizado um estudo de extração da enzima de P. tricornutum e extração conjunta da anidrase carbônica e de ficobiliproteínas da cianobactéria S. sp. LEB 18. Os cultivos foram realizados em frascos erlenmeyer contendo os meios Conway (marinhas), BG-11 (dulcícolas) e Zarrouk 20% (cianobactérias). Na avaliação da ruptura celular foram testadas as técnicas de maceração em gral e pistilo, agitação em vórtex com pérolas de vidro, sonicação com pérolas de vidro, homogeneizador ultrassônico, secagem, congelamento e descongelamento e a combinação de tratamentos. Maiores rendimentos de extração da enzima a partir da microalga D. tertiolecta foram obtidos utilizando tratamento ultrassônico, juntamente com baixas concentrações de biomassa úmida (0,1 e 0,2 g/L), e a mesma apresentou potencial para aplicação em processos de captação enzimática do CO2. Durante os cultivos, a microalga C. vulgaris se destacou como maior produtora da enzima anidrase carbônica, atingindo valores de atividade enzimática de 44,0 U/L. As cianobactérias apresentaram valores de atividade entre 41,6 e 45,9 U/L, sendo que a S. sp. LEB 18 foi a que apresentou maiores produções de C-ficocianina e aloficocianina no ponto de máxima atividade volumétrica, 65,9 e 82,2 µg/mL, respectivamente. A enzima extraída da biomassa de S. platensis LEB 52 catalisou a hidratação do CO2 que precipitou na forma de CaCO3. Maiores rendimentos de extração da enzima a partir das microalgas P. tricornutum e S. sp. LEB 18 foram obtidos utilizando homogeneizador ultrassônico, que foram 31,3 U/g e 25,5 U/g, respectivamente. A biomassa de S. sp. LEB 18, também apresentou potencial para a extração de ficobiliproteínas, obtendo- se altas concentrações de C-ficocianina (100,5 mg/g) e aloficocianina (69,9 mg/g). Através dos resultados obtidos, pode-se verificar a potencialidade das microalgas e das cianobactérias para produção da enzima anidrase carbônica e das ficobiliproteínas, biomoléculas de alto valor industrial. Este trabalho apresenta processos eficientes para a extração da enzima e de ficobiliproteínas tanto para escala laboratorial como industrial.

Liquid-liquid extraction of protactinium(V) using tri-iso-octylamine

Solvent extraction of protactinium with tri-iso-octyl-amine (TIOA) in xylene, benzene, carbon tetrachloride and chloroform from HCl, HF, HNO3, HClO4 and H2SO4 media was studied using Pa-233 as a radiotracer. The extraction efficiencies of protactinium were determined as a function of shaking time, concentrations of mineral acids in aqueous phase, extractant concentrations and diluents in organic phase. The extraction mechanism was discussed. The results show that the extracted species in the organic phase is [(R3N-H)(n)Pa(OH)(x)Cl-y(5-x-y)].

Development of a solid-phase extraction coupling chemiluminescent enzyme immunoassay for determination of organophosphorus pesticides in environmental water samples

Solid-phase extraction (SPE) and direct competitive chemiluminescence enzyme immunoassay (dcCL-EIA) were combined for the detection of organophosphorus pesticides (OPs) in environmental water samples. dcCL-EIA based on horseradish peroxidase labeled with a broad-specificity monoclonal antibody against OPs was developed, and the effects of several physicochemical parameters on dcCL-EIA performance were studied. SPE was used for the pretreatment of water samples to remove interfering substances and to concentrate the OP analytes. The coupling of SPE and dcCL-EIA can detect seven OPs (parathion, coumaphos, phoxim, quinalphos, triazophos, dichlofenthion, and azinphos-ethyl) with the limit of quantitation below 0.1 ng/mL. The recoveries of OPs from spiked water samples ranged from 62.5% to 131.7% by SPE-dcCL-EIA and 69.5% to 112.3% by SPE-HPLC-MS/MS. The screening of OP residues in real-world environmental water samples by the developed SPE-dcCL-EIA and their confirmatory analysis using SPE-HPLC-MS/MS demonstrated that the assay is ideally suited as a monitoring method for OP residues prior to chromatographic analysis.

Enzyme assisted extraction of chitin from shrimp shells (Litopenaeus vannamei)

BACKGROUND: Chemical chitin extraction generates large amounts of wastes and increases partial deacetylation of the product. Therefore, the use of biological methods for chitin extraction is an interesting alternative. The effects of process conditions on enzyme assisted extraction of chitin from the shrimp shells in a systematic way were the focal points of this study. RESULTS: Demineralisation conditions of 25C, 20 min, shells-lactic acid ratio of 1:1.1 w/w; and shells-acetic acid ratio of 1:1.2 w/w, the maximum demineralisation values were 98.64 and 97.57% for lactic and acetic acids, respectively. A total protein removal efficiency of 91.10% by protease from Streptomyces griseus with enzyme-substrate ratio 55 U/g, pH 7.0 and incubation time 3 h is obtained when the particle size range is 50-25 μm, which was identified as the most critical factor. The X-ray diffraction and 13C NMR spectroscopy analysis showed that the lower percent crystallinity and higher degree of acetylation of chitin from enzyme assisted extraction may exhibit better solubility properties and less depolymerisation in comparison with chitin from the chemical extraction. CONCLUSION: The present work investigates the effects of individual factors on process yields, and it has shown that, if the particle size is properly controlled a reaction time of 3 h is more than enough for deproteination by protease. Physicochemical analysis indicated that the enzyme assisted production of chitin seems appropriate to extract chitin, possibly retaining its native structure.

Aqueous enzyme assisted oil extraction from oilseeds and emulsion de-emulsifying methods: a review

Regulatory, safety, and environmental issues have prompted the development of aqueousenzymatic extraction (AEE) for extracting components from oil-bearing materials. The emulsion resulting from AEE requires de-emulsification to separate the oil; when enzymes are used for this purpose, the method is known as aqueous enzymatic emulsion de-emulsification (AEED). In general, enzyme assisted oil extraction is known to yield oil having highly favourable characteristics. This review covers technological aspects of enzyme assisted oil extraction, and explores the quality characteristics of the oils obtained,focusing particularly on recent efforts undertaken to improve process economics by recovering and reusing enzymes.

Pectinolytic enzyme production by Bacillus species and their potential application on juice extraction

Five Bacillus strains isolated from decaying vegetable material were cultivated on wheat bran and endo-polygalacturonases, exo-polygalacturonase and pectin lyase activities in the crude enzymatic solution obtained were determined. Highest activity was observed for all enzymes when fermentation was carried out at 28 degreesC, the highest activity values were obtained after 120 h of cultivation for exo-PG and after 48 h for endo-PG and PL. The use of the enzymatic solution for treatment of fruits and vegetable mash afforded a high juice extraction and a pulp with good pressing characteristics.

Ultrasound-assisted extraction of R-phycoerythrin from Grateloupia turuturu with and without enzyme addition

The aim of this study was to compare two processes for the extraction of R-phycoerythrin (R-PE) from the red seaweed Grateloupia turuturu: ultrasound-assisted extraction (UAE) and ultrasound-assisted enzymatic hydrolysis (UAEH). Process efficiencies were both evaluated by the yield of R-PE extraction and by the level of liquefaction. Experiments were conducted at 40 and 22 °C, for 6 h, using an enzymatic cocktail and an original ultrasonic flow-through reactor. R-PE appeared very sensitive to temperature, thus 22 °C is strongly recommended for its extraction by UAEH or UAE. However, the higher processing temperature (40 °C) clearly increased the extraction of water-soluble compounds (up to 91% of liquefaction). These two new processes are thus promising alternatives for the extraction of water-soluble components including R-PE, from wet seaweeds, with extraction yields at least similar to conventional solid–liquid extraction.

Treatment of Phaeodactylum tricornutum cells with papain facilitates lipid extraction.

Triacylglycerols (TAGs) from microalgae have the potential to be used for biodiesel, but several technical and economic hurdles have to be overcome. A major challenge is efficient extraction of intracellular TAGs from algae. Here we investigate the use of enzymes to deconstruct algal cell walls/membranes. We describe a rapid and simple assay that can assess the efficacy of different enzyme treatments on TAG-containing algae. By this means crude papain and bromelain were found to be effective in releasing TAGs from the diatom Phaeodactylum tricornutum, most likely because of their cysteine protease activity. Pre-treating algal biomass with crude papain enabled complete extraction of TAGs using heptane/isopropyl alcohol. Heptane as a single solvent was also effective, although complete recovery of TAG was not obtained. Economic implications of these findings are discussed, with the aim to reduce the complexity of, and energy needed in, TAG extraction.

Treatment of Phaeodactylum tricornutum cells with papain facilitates lipid extraction

Triacylglycerols (TAGs) from microalgae have the potential to be used for biodiesel, but several technical and economic hurdles have to be overcome. A major challenge is efficient extraction of intracellular TAGs from algae. Here we investigate the use of enzymes to deconstruct algal cell walls/membranes. We describe a rapid and simple assay that can assess the efficacy of different enzyme treatments on TAG-containing algae. By this means crude papain and bromelain were found to be effective in releasing TAGs from the diatom Phaeodactylum tricornutum, most likely because of their cysteine protease activity. Pre-treating algal biomass with crude papain enabled complete extraction of TAGs using heptane/isopropyl alcohol. Heptane as a single solvent was also effective, although complete recovery of TAG was not obtained. Economic implications of these findings are discussed, with the aim to reduce the complexity of, and energy needed in, TAG extraction. © 2012 Elsevier B.V.