Improvement of submerged culture conditions to produce colorants by Penicillium purpurogenum

Safety issues related to the employment of synthetic colorants in different industrial segments have increased the interest in the production of colorants from natural sources, such as microorganisms. Improved cultivation technologies have allowed the use of microorganisms as an alternative source of natural colorants. The objective of this work was to evaluate the influence of some factors on natural colorants production by a recently isolated from Amazon Forest, Penicillium purpurogenum DPUA 1275 employing statistical tools. To this purpose the following variables: orbital stirring speed, pH, temperature, sucrose and yeast extract concentrations and incubation time were studied through two fractional factorial, one full factorial and a central composite factorial designs. The regression analysis pointed out that sucrose and yeast extract concentrations were the variables that influenced more in colorants production. Under the best conditions (yeast extract concentration around 10 g/L and sucrose concentration of 50 g/L) an increase of 10, 33 and 23% respectively to yellow, orange and red colorants absorbance was achieved. These results show that P. purpurogenum is an alternative colorants producer and the production of these biocompounds can be improved employing statistical tool.

Micelas reversas de lecitina de soja: uma alternativa para purificação de proteínas / Soybean lecithin reversed micelles: an alternative for protein purification

No presente trabalho, estudaram-se os efeitos de diversos parâmetros sobre a extração das proteínas caseína e albumina de soro bovino empregando micelas reversas de lecitina de soja. Independentemente da condição empregada, a extração da albumina apresentou baixo rendimento (variando de 0 por cento a 4 por cento, aproximadamente), resultado de um significativo efeito de exclusão por tamanho. Com relação à caseína, o rendimento da extração aumentou 23 vezes com o aumento do tempo de agitação, ou seja, com o maior tempo de contato entre a proteína e o sistema de micelas reversas. A adição de 1-hexanol ao sistema, usado como co-solvente, foi efetiva, aumentando a solubilização da caseína em 36 por cento, sendo os rendimentos da extração desta proteína muito influenciados pelo pH. Os valores máximos de eficiência obtidos foram de 20 por cento em pH 7,9, 80 por cento em pH 5,4 e 100 por cento em pH 5,0 (pH próximo ao pI da proteína).

In this work, the effect of different parameters for extraction of casein and bovine serum albumin (BSA) were studied. Such proteins were extracted by soybean lecithin reversed micelles. BSA extraction was not effective, independent of the extraction conditions employed. Owing to its molar mass, the effect of exclusion by size was clearly observed. The casein extraction yield increased about 23-fold as a function of agitation time. In other words, the increase occurred by using higher contact time between protein and reversed micelles. The use of hexanol as a co-solvent was effective, and increased casein extraction to 36 percent. The extraction values were strongly influenced by pH, and the high extraction yield was obtained under the following conditions: 20 percent at pH 7.9, 80 percent at pH 5.4 e 100 percent at pH 5.0 (close to casein isoelectrical point).

Partial purification of glucose-6-phosphate dehydrogenase by aqueous two-phase poly(ethyleneglycol)/phosphate systems

Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) is an important enzyme used in biochemical and medical studies and in several analytical methods that have industrial and commercial application. This work evaluated the extraction of G6PDH in aqueous two-phase system (ATPS) of poly(ethyleneglycol) (PEG)/phosphate buffer, using as enzyme source a medium prepared through commercial baker's yeast disruption. Firstly, the effects of PEG molar mass on the enzyme partition and of homogenization and rest on the system equilibrium were investigated. Afterwards, several ATPS were prepared using statistical analysis (2² factorial design). The results, including kinetic and thermodynamic parameters for the G6PDH activity, showed partial purification of this enzyme in ATPS composed of 17.5 percent (w/w) PEG400 and 15.0 percent (w/w) phosphate. A high enzymatic recovery value (97.7 percent), a high partition coefficient (351), and an acceptable purification factor (2.28 times higher than in cell homogenate) were attained from the top phase. So, it was possible to attain an effective enzyme pre-purification by separating some contaminants with a simple method such as liquid-liquid extraction in aqueous two-phase systems (ATPS).

Glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH) é uma importante enzima usada em estudos bioquímicos e médicos, bem como em diversos métodos analíticos com aplicação comercial e industrial. Neste trabalho foi avaliado a extração da G6PDH em sistemas de duas fases aquosas (ATPS) constituídos por poli(etilenoglicol) (PEG)/tampão fosfato, usando como fonte de enzima um meio preparado por rompimento de leveduras de panificação comercial. Inicialmente foram investigados os efeitos da massa molar do PEG na partição da enzima e da homogeneização e repouso no equilíbrio do sistema. Na sequência, diversos ATPS foram preparados usando análise estatística (planejamento fatorial 2²). Os resultados, incluindo parâmetros cinéticos e termodinâmicos para a atividade da G6PDH, indicaram parcial purificação desta enzima em ATPS constituídos por 17,5 por cento (p/p) PEG400 e 15,0 por cento (p/p) fosfato. Um alto valor de recuperação enzimática (97,7 por cento), um alto coeficiente de partição (351), e um fator de purificação aceitável (2,28 vezes maior que em homogenato celular) foram obtidos na fase superior do sistema. Assim, foi possível alcançar uma pré-purificação eficaz da enzima separando alguns contaminadores aplicando um método simples tal como a extração líquido-líquido em sistemas bifásicos (ATPS).

Caracterização da xilose redutase extraída por micelas reversas-CTAB a partir de homogenato de Candida guilliermondii / Characterization of xylose reductase extracted by CTAB-reversed micelles from Candida guilliermondii homogenate

Xylosereductase (XR) (E.C.1.1.1.21), produced by Candida guilliermondii, grown in sugar cane bagasse hydrolysate, was separated directly from the cell homogenate by reversed micelles of cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB), attaining a recovery yield of 100% and enrichment factor of 5.6 fold. The extraction conditions were: pH=7.0, electrical conductivity= 14 mS/cm, T=5 degrees C, 5% (w/w) of hexanol, 22% (w/w) of butanol and 0.15 M CTAB. The XR after extraction was stable in pH interval of 6.0-6.5 and its heat inactivation constant was about 6.5 fold higher than that before extraction. The 'V IND. max' values against both xylose and NADPH for XR before and after extraction by reversed-micelles differed about 6%, whereas the difference on KM values were more pronounced. The ('K IND. m') 'IND. xylose' for XR after extraction was about 35% higher than before extraction, meanwhile ('K IND. m') 'IND. NADPH' was about 30% lower after than before extraction. As the KM variations indirectly signaled, the XR affinity simultaneously diminishes for xylose and increases for NADPH. This could probably explain why the 'V IND. max' values for XR before and after extraction were quite similar

A xilose redutase (XR) (E.C.1.1.1.21), produzida por Candida guilliermondii cultivada em hidrolisado de bagaço de cana de açúcar, foi separada diretamente do homogenato livre de células através da técnica de micelas reversas feitas com cetil trimetil brometo de amônio (CTAB). Obteve-se um rendimento de recuperação da enzima de 100% e um fator de enriquecimento de 5,6 vezes. As condições de extração foram: pH=7,0, condutividade elétrica = 14 mS/cm, T= 5 ºC, 5% (w/w) de hexanol, 22% (w/w) de butanol e 0.15M CTAB. A XR após a extração manteve-se estável no intervalo de pH entre 6.0 e 6.5, sendo a constante de inativação térmica cerca de 6,5 vezes maior do que aquela antes da extração. Os valores de Vmax da XR frente à xilose e NADPH antes e após a extração por micelas reversas diferiram cerca de 6%, enquanto que as diferenças nos valores de KM foram mais pronunciadas. O (KM)xilose para a XR após a extração foi cerca de 35% maior do que antes da extração, enquanto que (KM)NADPH foi 30% menor após do que antes da extração. As variações nos valores de KM indicam, indiretamente, que a afinidade da XR simultaneamente diminui para a xilose e aumenta para o NADPH. Este resultado poderia explicar a razão pela qual os valores de Vmax antes e após a extração terem sido praticamente iguais

Evaluation of nutrient supplementation to charcoal-treated and untreated rice straw hydrolysate for xylitol production by Candida guilliermondii

Este trabalho avaliou a produção de xilitol pela levedura Candida guilliermondii, a partir de hidrolisado hemicelulósico de palha de arroz não tratado e tratado com carvão ativo, ambos suplementados ou não com nutrientes (sulfato de amônio, cloreto de cálcio e extrato de farelo de arroz). Os resultados mostraram que tanto o rendimento como a produtividade volumétrica em xilitol diminuíram quando os nutrientes foram adicionados em ambos hidrolisados, tratado e não tratado. Em hidrolisado tratado, a eficiência de conversão de xilose em xilitol foi de 79% quando em ausência de nutrientes. Estes resultados mostram que o hidrolisado hemicelulósico de palha de arroz tratado com carvão ativo é uma fonte barata de xilose e outros nutrientes, para a produção de xilitol por Candida guilliermondii. A não necessidade de adicionar nutrientes ao meio a base de hidrolisado é muito vantajosa, uma vez que o processo se torna mais econômico.

Xilitol: edulcorante com efeitos benéficos para a saúde humana / Xilitol: a sweetner with benefits for human health

Ao empregar adoçantes na produção de bebidas e alimentos, as indústrias atualmente levam em conta a quantidade de calorias do edulcorante, a possibilidade de seu uso em dietas para redução ou controle de peso e o grau de semelhança entre o seu sabor e o do açúcar. Nesse sentido, um produto que vem atraindo a atenção dos fabricantes de bebidas e alimentos é o xilitol, adoçante que se destaca das demais substâncias do gênero, não só pelo fato de poder ser obtido por via biotecnológica, mas também por possuir importantes propriedades físico-químicas e fisiológicas. Graças a essas propriedades, o xilitol tem um grande potencial de aplicação nas áreas odontológica e médica, tendo-se mostrado eficaz no...

Otimização do processo de extração de BETA - xilosidase por sistemas micelares reversos / Optimization of beta xilosidade extration process using reversed micelar systems

A enzima "BETA"-xilosidase, produzida pelo fungo Penicillium janthinellum, foi extraída pelo sistema micelar reverso formado pelo agente tensoativo catiônico CTAB em isoctano, hexanol e butanol. Os efeitos combinados da concentração de CTAB e de butanol sobre a extração da enzima foram estudados empregando-se a metodologia de superfície de resposta. A partir dos resultados obtidos, foi proposto um modelo matemático para descrever o processo de extração da "BETA"-xilosidase na região de trabalho estudada. De acordo com a equação do modelo, podem ser obtidos valores máximos de recuperação de 35,05 ñ 6,40 por cento nas seguintes condições: pH 8,0, concentração de CTAB 0,2...

Purificação de glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH) em sistemas de duas fases aquosas utilizando PEG/citrato / Purification of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) by aqueous two-phase system by using PEG/citrate

Foi estudada, neste trabalho, a purificação por extração líquido-líquido da enzima glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH), de Saccharomyces cerevisiae, em sistemas de duas fases aquosas, preparados com polietilenoglicol (PEG) e sal citrato. Foram avaliados, também, a estabilidade e o equilíbrio do sistema, além do efeito da concentração de citrato de sódio, concentração e massa molar do PEG na partição desta enzima, com auxílio de um planejamento experimental do tipo fatorial 2ü. Os resultados das extrações mostraram que é possível purificar a G6PDH nesse tipo de sistema, com a condução do processo em duas etapas. A primeira delas, conduzida com 17 porcento (p/p) de PEG 400 e 20 porcento (p/p) de citrato...