Estudo da produção de pectinase por fermentação em estado sólido utilizando pedúnculo de caju como substrato

Pectinolytic enzymes, or simply pectinases, are complex enzymes that degrade pectic polymers. They have many uses, such as fruit juice extraction and purification, textile fiber treatment and vegetal oil extraction. The aim of this work was to study the kinetics of pectinases production by solid-state fermentation, using dry cashew apple residue as substrate and the microorganism Aspergillus niger CCT 0916. The influence of the initial medium moisture and medium supplementation with a source of nitrogen and phosphorus was evaluated using the factorial experimental planning and response surface methodology. Ammonia sulphate and potassium phosphate were used as nitrogen and phosphorus source, respectively. The variables time of contact (T) and ratio volume solvent/fermented medium (RZ), in systems with and without agitation, were evaluated in order to study the best extraction condition of the produced enzyme. Washed and unwashed cashew apple residues were tested as the growth medium. The unwashed residue was obtained by drying the residue after the extraction of the juice, while the washed residue was obtained by water washing 5 times using the proportion of 1 kg pulp/2 liters of water. Samples were taken every 12 hours for moisture content, pH, protein, reducing sugars, polygalacturonase activity (PG) and viscosity reduction. The physical-chemical composition of the residues had different sugar and pectin levels. For the unwashed residue, the peak activity was reached with 40% of initial moisture content, 1% of nitrogen supplementation without phosphorus addition after 30 hours of process. These conditions led to 16 U/g of PG activity and 82% of viscosity reduction. The calculated models reached similar values to the experimental ones in the same process conditions: 15.55 U/g of PG and 79.57% of viscosity eduction. Similarly, the greatest enzyme production for washed residue was reached with 40% initial moisture content, 1% nitrogen supplementation without phosphorus addition after 22 hours of cultivation. In this condition it was obtained polygalacturonase activity of 9.84 U/g and viscosity reduction of 81.36%. These values are close to experimental values that were of 10.1 U/g and 81%, respectively. The conditions that led to the best PG activity results was the agitated one and the best extraction condition was obtained with 100 minutes of solvent/medium contact and RZ of 5 (mL/g)

Avaliação da concentração de pectinase no processo de hidrólise-sacarificação do farelo de mandioca para obtenção de etanol

Neste trabalho objetivou-se avaliar a concentração de pectinase (Pectinex Ultra SP-L) no processo de hidrólise-sacarificação do farelo de mandioca para produção de etanol. Foram avaliadas quatro concentrações da enzima pectinase com enzima complemetar as amilases e o tratamento com apenas as amilases. Realizou-se a caracterização do hidrolisado e resíduo fibroso resultantes do processo, e os resultados obtidos demonstraram que a concentração mínima de pectinase para um bom rendimento do processo foi 8Kg enzima/t fibras, com. 89,4% do amido hidrolisado. Quanto ao resíduo fibroso, este apresenta potencialidade de aproveitamento com base para produtos dietéticos ricos em fibras.

Pectinase production by Penicillium viridicatum RFC3 by solid state fermentation using agricultural wastes and agro-industrial by-products

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

Pectinase production by a Brazilian thermophilic fungus Thermomucor indicae-seudaticae N31 in solid-state and submerged fermentation

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

Production of pectinase by solid-state fermentation with Penicillium viridicatum RFC3

Endo-polygalacturonase (endo-PG), exo-polygalacturonase (exo-PG) and pectin liase (PL) were produced by solid-state fermentation of a mixture of orange bagasse and wheat bran (1:1) with the filamentous fungus Penicillium viridicatum RFC3. This substrate was prepared with two moisture contents, 70% and 80%, and each was fermented in two types of container, Erlenmeyer flask and polypropylene pack. When Erlenmeyer flasks were used, the medium containing 80% of initial moisture afforded higher PL production while neither exo- nor endo-PG production was influenced by substrate moisture. The highest enzyme activities obtained were 0.70 U mL(-1) for endo-PG, 8.90 U mL(-1) for exo-PG, and 41.30 U mL(-1) for PL. However, when the fermentation was done in polypropylene packs, higher production of all three enzymes was obtained at 70% moisture (0.7 and 8.33 U mL(-1) for endo- and exo-PG and 100 U mL(-1) for PL). An increase in the pH and decrease in the reducing sugar content of the medium was observed. The fungus was able to produce pectin esterase and other depolymerizing enzymes such as xylanase, CMCase, protease and amylase. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Pectinase production by fungal strains in solid-state fermentation using agro-industrial bioproduct

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

Avaliação da celulase e pectinase como enzimas complementares, no processo de hidrólise-sacarificação do farelo de mandioca para produção de etanol

Neste trabalho objetivou-se avaliar o uso de enzimas complementares no processo enzimático de hidrólise e sacarificação para a produção de etanol a partir do resíduo fibroso das fecularias. Os resultados obtidos demonstraram que 63,42% do amido foram hidrolisados no tratamento em que não se utilizaram enzimas complementares. No tratamento com as duas enzimas complementares foram hidrolisados 89,55%, no tratamento com celulase 65,42% e no tratamento com pectinase 88,73%. A prensagem do resíduo após o processo de hidrólise e sacarificação mostrou-se eficiente, ficando 10,43% do total de açúcares obtidos retidos no resíduo fibroso final. Portanto, o tratamento em que se utilizou a pectinase como enzima complementar na hidrólise foi o melhor. A celulase não apresentou efeito significativo no rendimento do processo.

Rastreamento de leveduras autóctonas para a produção de pectinase, tanase e invertase

Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos - IBILCE

Identificação de inibidores de pectinase fúngica para o controle de formigas cortadeiras

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Purificação e estudos bioquímicos de exo-poligalacturonase (pectinase) produzida pelo fungo termofílico Rhizomucor pusillus, em cultivo submerso e aplicação na extração de sucos de frutas e hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Biodegradation of acrylamide and purification of acrylamidase from newly isolated bacterium Moraxella osloensis MSU11

The increasing industrial utilization of polyacrylamide to assist water clarification, sludge conditioning, papermaking, and secondary oil recovery leads to environmental pollution. In this work, an acrylamide degrading bacterium was isolated from paper mill effluent at Charan mahadevi, Tamilnadu, India. The minimal medium containing acrylamide (40 mM) served as a sole source of carbon and nitrogen for acrylamide degrading bacteria. The bacterial strain has grown well in 40 mM acrylamide at pH (6-7) at 30 degrees C. Within 24-48 h acrylamide was converted into acrylic acid and other metabolites. Based on biochemical characteristics and 16S rRNA gene sequence, the bacterial strain was identified as Gram negative, diplobacilli Moraxella osloensis MSU11. The acrylamide hydrolyzing bacterial enzyme acrylamidase was purified by HPLC. The enzyme molecular weight was determined to be approximately 38 kDa by SDS-PAGE using reference enzyme Pectinase. These results show that M. osloensis MSU11 has a potential to degrade the acrylamide present in the environment. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Métodos quantitativos para determinação de características bioquímicas e fisiológicas associadas com bactérias promotoras do crescimento vegetal.

Metodologia para as análises em laboratório; Produção de sideróforos; Produção de ácido indol acético (AIA); Produção de citocininas e giberelinas; Fixação assimbiotica de N2; Produção de quitinase; Producao de B-1,3-glucanase; Produção de 1-aminociclopropano-1-carboxylato deaminase; Produção de ácido cianidrico; Solubilizacao de fosfatos; Produção de pectinase; Produção de celulase; Antagonismo direto a fungos; Antagonismo indireto a fungos (compostos volateis); Antagonismo entre bacterias.

PURIFICATION AND PARTIAL CHARACTERIZATION OF AN ENDO-POLYGALACTURONASE FROM ASPERGILLUS NIGER

A pectinase was identified and isolated from a commercial Aspergillus niger pectinase preparation. The crude enzyme preparation, which was prepared by precipitation of the water extract of the culture of A. niger with ammonium sulfate, was further fractionated by three steps of chromatography, i. e., cation exchange, hydrophobic interaction and onion exchange, to obtain an electrophoretically homogeneous pectinase. The molecular weight of the purified enzyme was estimated by SDS-PAGE to be about 40.4 kDa under both nonreducing and reducing conditions, with the optimum pH at 5.0 and the optimum temperature at 36C. The enzyme was stable at temperatures below 35C. The partial N-terminal ammo acid sequence data analysis of the first 19 amina acids of the obtained pectinase revealed 94.7% and 89.5% homology with two reported pectinases from A. niger.

Extracção supercrítica de óleo de grainha de uva combinada com pré-tratamentos enzimáticos

Neste trabalho estudou-se a extracção supercrítica do óleo de grainha de uva, usando dióxido de carbono, e combinou-se este processo com um prétratamento enzimático da semente para aumentar o rendimento global da extracção. A qualidade dos extractos obtidos foi avaliada pelo seu conteúdo em triacilglicerídeos, perfil de ácidos gordos e capacidade antioxidante. Realizaram-se também alguns estudos exploratórios sobre a aplicação de um pré-tratamento de alta pressão (HPP) à grainha da uva. Adicionalmente, efectuou-se o estudo da extracção, fraccionamento e caracterização estrutural das procianidinas da grainha da uva, bem como a avaliação da sua capacidade antioxidante. A extracção de procianidinas da grainha da uva foi efectuada sequencialmente com metanol e acetona/água, tendo sido posteriormente fraccionadas por adição sucessiva de misturas metanol/clorofórmio progressivamente mais concentradas em clorofórmio. A caracterização das procianidinas foi feita por HPLC-UV e LC–MS, antes e depois de sujeitar as amostras a uma tiólise, e também por ESI-MS e ESI-MS/MS. Este estudo permitiu reportar, pela primeira vez, a ocorrência de procianidinas do tipo-A galoiladas na grainha da uva. Os resultados de HPLC-UV permitiram determinar o grau médio de polimerização das procianidinas e a sua composição monomérica em (+)- catequina, (-)-epicatequina e (-)-epicatequina-O-galato. Mostrou-se que a (+)- catequina é o flavan-3-ol terminal mais abundante e a (-)-epicatequina predomina largamente como unidade de extensão. No caso de procianidinas do tipo A, a ligação interflavânica C2-C7 encontra-se essencialmente nas unidades terminais. O grau médio de polimerização das diversas fracções varia entre 1.0 e 10.8. A sua capacidade antioxidante, medida pelo método espectrofotométrico de DPPH•, mostrou-se ser equivalente à de uma amostra comercial de (+)-catequina usada como referência. A partir dos graus médios de polimerização experimentais e das análises de FTIR das fracções correspondentes foi possível obter um modelo preditivo O-PLS com apenas uma variável latente. O pré-tratamento enzimático justificou-se pelo conhecimento existente acerca do uso de enzimas específicas que destroem parcialmente as paredes celulares. Atendendo à composição das paredes celulares da grainha da uva preparou-se uma suspensão contendo protease, xilanase, pectinase e celulase. Para determinar as condições experimentais do pré-tratamento que maximizam o rendimento da extracção, estudou-se o efeito do tempo de reacção, temperatura, pH, diâmetro médio das partículas de grainha moída e a concentração das enzimas. Os incrementos do rendimento da extracção de óleo observados atingiram 163.2%. O estudo da extracção supercrítica (SFE) do óleo da grainha de uva tratada e não-tratada permitiu obter as curvas de extracção correspondentes, bem com analisar a influência das condições operatórias sobre o seu andamento. Montou-se uma instalação laboratorial onde se realizaram experiências com dióxido de carbono a 160, 180, 200 e 220 bar e temperaturas de 313.15 e 323.15 K. Os rendimentos obtidos por SFE foram semelhantes aos de Soxhlet com n-hexano. As curvas de extracção medidas compreendem um primeiro período de extracção, onde se remove cerca de 92-97% do óleo disponível, e um segundo período, essencialmente difusional, com pouco impacto no rendimento final. Os vários extractos recolhidos e o óleo global obtido foram caracterizados para avaliar a sua qualidade e relacioná-la com as condições operatórias de SFE. Determinaram-se o conteúdo total em triacilglicerídeos, o seu perfil de ácidos gordos e a capacidade antioxidante (AOC). Os resultados mostraram que a AOC aumenta com a elevação da pressão e, acentuadamente, com o acréscimo da temperatura. Ao longo da curva de extracção, a AOC é mais pronunciada nos extractos iniciais, nomeadamente nos primeiros 30 a 40% da extracção. A modelação efectuada considerou que o óleo extractável se reparte entre células rompidas, predominantes na periferia da semente, e células intactas, mais interiores. Admitiu-se que o transporte de massa ocorre em série, i.e. das células intactas para as rompidas e destas para o solvente; mostrou-se que a dispersão axial era desprezável. Os balanços materiais à fase fluida e aos volumes de células rompidas e intactas, combinados com os fluxos interno, externo e a relação de equilíbrio foram resolvidos numericamente pelo método das linhas combinado com diferenças finitas atrasadas. O modelo reproduziu bem as curvas experimentais e permitiu simular curvas de eluição e os três perfis de concentração no leito.