Newly Isolated Penicillium sp. for Cellulolytic Enzyme Production in Soybean Hull Residue

Abstract (1) Background: The aim of this study was to evaluate the production and partial characterization of xylanase and avicelase by a newly isolated Penicillium sp. in solid-state fermentation, using soybean hulls as substrate. (2) Methods: Temperature, time, number of spores, and substrate moisture on xylanase and avicelase bioproduction were evaluated, maximizing activity with 30°C, 1x106 spores/g substrate, 14 and 7 days of fermentation with 70 and 76% substrate moisture contents, for xylanase and avicelase, respectively. (3) Results: Different solvents, temperatures, and agitation in the enzymatic extraction were evaluated, obtaining higher activities, 430.77 and 26.77 U/g for xylanase and avicelase using 30 min extraction and 0.05 M citrate buffer solution (pH 4.5 ), respectively at 60°C and 175 rpm and 50°C and 125 rpm. The optimum pH and temperature for enzymatic activity determination were 5.3 and 50°C. Enzyme extract stability was evaluated, obtaining higher stability with pH between 4.5 and 5.5, higher temperature of up to 40°C. The kinetic thermal denaturation (Kd), half-life time, D-value, and Z-value were similar for both enzymes. The xylanase Ed value (89.1 kJ/mol) was slightly lower than the avicelase one (96.7 kJ/mol), indicating higher thermostability for avicelase. (4) Conclusion: In this way, the production of cellulases using alternative substrates is a way to reduce production costs, since they represent about 10% of the world demand of enzymes, with application in animal feed processing, food production and breweries, textile processing, detergent and laundry production, pulp manufacturing and the production of biofuels.

Enzymatic hydrolysis (pepsin) assisted by ultrasound in the functional Properties of hydrolyzates from different collagens / Hidrólise enzimática (pepsina) assistida por ultrassom nas propriedades Funcionais de hidrolisados de diferentes colágenos

ABSTRACT: Enzymatic hydrolysis (pepsin) assisted with or without ultrasound in the functional properties of hydrolyzates from different collagens were analyzed. Degree of hydrolysis, antioxidant activity (DPPH) and antimicrobial activity (MIC) were assessed. The treatment that resulted in greater antioxidant activity for the fiber sample was with the use of 4% of enzyme and concomitant ultrasound (40.7%), leading to a degree of hydrolysis of 21.7%. For the powdered fiber sample the hydrolysis treatment with use of 4% of enzyme resulted in lower protein content (6.97mg/mL), higher degree of hydrolysis (19.9%) and greater antioxidant activity (38.6%). The hydrolyzates showed inhibitory capacity against gram-negative bacteria Salmonella choleraesuis and gram-positive bacteria Staphylococcus aureus. It can be concluded that enzymatic hydrolysis concomitant or not with the use of ultrasound increased the functionality of the fiber and powdered fiber samples, for the other samples its use as supplementary treatment was not productive, due to the worse results of antioxidant activity (DPPH) reported. However, it provided greater hydrolysis degree.

RESUMO: Foram avaliados os efeitos da hidrólise enzimática (pepsina) assistida com ou sem ultrassom nas propriedades funcionais de hidrolisados de diferentes colágenos. Foi analisado o grau de hidrólise, a atividade antioxidante (DPPH) e a atividade antimicrobiana (MIC). O tratamento que possibilitou maior atividade antioxidante para a amostra fibra foi com a utilização de 4% de enzima e ultrassom concomitante (40,7%), levando a um grau de hidrólise de 21,7%. Para a amostra fibra pó o tratamento de hidrólise com uso de 4% de enzima resultou em menor teor de proteína (6,97mg/mL), maior grau de hidrólise (19,9%) e maior atividade antioxidante (38,6%). Os hidrolisados mostraram capacidade inibitória contra a bactéria gram-negativa Salmonella choleraesuis e gram-positiva Staphylococcus aureus. Pode-se concluir que a hidrólise enzimática concomitante, ou não, ao uso do ultrassom apresentou aumento da funcionalidade das amostras fibra e fibra pó. Para as demais amostras, sua utilização como tratamento complementar, a hidrólise não foi interessante, devido aos piores resultados de atividade antioxidante (DPPH) encontrados. Porém, proporcionou maior grau de hidrólise.

Development and characterization of light yoghurt elaborated with Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb-12 and fructooligosaccharides / Desenvolvimento e caracterização de iogurte light elaborado com Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb-12 e fruto-oligossacarídeos

ABSTRACT: This study aimed to evaluate the effects of adding probiotic culture (Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb-12) and prebiotics (fructooligosaccharide - FOS) to yoghurt formulations stored at 4°C for 28 days, using an experimental design (independent variables: (0-3% of FOS and probiotic starter cultures 0-3%). The pH, acidity, fat, syneresis, protein, ºBrix, sugars, FOS and probiotic bacteria count were analyzed. The probiotic- and prebiotic-added yoghurt formulations showed lower acidity, syneresis and glucose than the control yoghurt and compared to formulations containing probiotic and prebiotic separately. The 3% probiotic and prebiotic formulation showed a lower loss of concentration of FOS, and after 28 days presented 1.5g of FOS per 100g (0.3% kestose, 0.7% nystose, 0.5% fructosyl-nystose). Furthermore, the addition of prebiotics exerted a protective effect on probiotic bacteria, enhancing their survival.

RESUMO: Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da adição de cultura probiótica (Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb-12) e prebióticos (fructooligosacarídeo - FOS) a formulações de iogurte armazenadas a 4°C por 28 dias, utilizando um planejamento experimental (variáveis independentes: (0-3% de FOS e cultura probiótica starter 0-3%). Foram analisados pH, acidez, gordura, sinérese, proteína, ºBrix, açúcares, FOS e contagem de bactérias probióticas. As formulações de iogurte adicionado de probiótico e prebiótico apresentaram menor acidez, sinérese e glicose quando comparados ao iogurte controle e também em comparação com as formulações contendo probiótico e prebiótico sozinhas. A formulação com 3% de probiótico e prebiótico apresentou menor perda de concentração de FOS e, após 28 dias, apresentou 1,5g de FOS por 100g (0,3% de kestose, 0,7% de nystose , 0,5% de fructosil-nistose). Além disso, a adição de prebióticos exerceu um efeito protetor sobre as bactérias probióticas e aumentou a sua sobrevivência.

Effect of Partial and Total Replacement of Inorganic by Organic Microminerals Sources on the Quality of Broiler Carcasses

ABSTRACT Among the nutrients involved in the chicken diet, the microminerals deserve attention as they exert essential functions in the organism. These compounds can be provided in inorganic (traditional) and organic (chelate) forms. In organic form, the micromimerals can attend a new concept related to a better bio-availability. In this sense, the objective of this work was to evaluate the effect of the partial and total substitution of inorganic by organic sources of microminerals on the animal diet, assessing its concentration in the blood and liver after 21 and 40 days and also in the bones after 40 days. Moreover, the effect on the physical-chemical and sensory characteristics of the muscle after 15 days of storage at 4°C was also evaluated. The animals were divided into five treatments: 100% inorganic, 70% inorganic and 30% organic, 50% inorganic and 50% organic, 30% inorganic and 70% organic and 100% organic-chelate. It is shown that the use of organic sources of microminerals in the diet of poultry induced to an increase of its concentrations in the blood and liver, with no significant alterations in the compositions of bones, compared to the use of inorganic sources. Feed formulated using 50% of organic minerals and 50% of inorganic minerals led to similar results. The diet with organic minerals or mixture with inorganic sources results in a low lipid oxidation in the drumsticks stored at 4°C for 15 days, in comparison with those using only inorganic minerals. No sensory alterations were observed for all different treatments.

Decontamination of Pig Carcasses Using Water Pressure and Lactic Acid

The objective of this work was to evaluate the effect of different water pressures and concentrations of lactic acid on microbial counts (mesophilic bacteria, enterobacteria and Salmonella) on pig carcasses without contamination and contaminated carcasses, before and after the last shower and before being cooled. The tests were carried out using 4, 3 and 2 bar water pressure, and 2, 1 and 0% lactic acid concentration. In general, both the pressure in the shower and lactic acid had a positive effect by reducing the microbial count. The interaction between the pressure and lactic acid caused the largest reduction in carcasses surface count for mesophiles. With regard to enterobacteria on contaminated carcasses, the most important variable was the lactic acid concentration and in uncontaminated carcasses, it was water pressure. The use of 8 bar pressure of the wash water without lactic acid caused a reduction in mesophilic bacteria and enterobacteria, for both the contaminated and uncontaminated carcasses, with results statistically equal to each other, and significantly lower than the initial counts. The water pressure at 8 bar reduced the percentage of carcasses with Salmonella in contaminated carcasses.

The effects of acute administration of the hydroalcoholic extract of rosemary (Rosmarinus officinalis L. ) (Lamiaceae) in animal models of memory

Rosmarinus officinalis (Rosemary) demonstrates antioxidant, antidepressant, diuretic, antinociceptive and antiulcerogenic activities. The present study was designed to examine the effects of the hydroalcoholic extract of R. officinalis on the memory of male mice. The behavioral tasks employed were social recognition (SR), the Morris water maze (MWM) and an inhibitory avoidance task (IA). The treatment with 150 and 300 mg/kg of R. officinalis improved the acquisition phase of learning of a new social memory in the SR task because a decrease was observed in the duration of social investigation. In the Morris water maze, no significant effect was observed on spatial memory when the groups were compared for the time spent in the correct quadrant. In the inhibitory avoidance task, the decrease in the step-down latencies in the test session indicate that 150 mg/kg of R. officinalis improved long-term memory when administered in the consolidation phase of learning. In conclusion, the present study showed that, the hydroalcoholic extract of R. officinalis at 150 and 300 mg/kg modulated the short- and long-term memories of mice, in a social recognition and inhibitory avoidance task, respectively. This modulator effect was shown to improve learning and memory processes.

Rosmarinus officinalis L. (Alecrim) possui atividade antioxidante, antidepressiva, diurética, antinociceptiva e antiulcerogênica. O presente estudo foi delineado para investigar o efeito do extrato hidroalcoólico de R. officinallis na memória de camundongos machos. Os modelos comportamentais utilizados foram a tarefa de reconhecimento social (RS), labirinto aquático de Morris (MWM) e esquiva inibitória (EI). O tratamento com 150 e 300mg/kg de R. officinallis, mostrou ter efeito positivo na aquisição de uma nova memória social, na tarefa de reconhecimento social, mostrando redução significativa do tempo de investigação social. No labirinto aquático de Morris, não foi visto efeito significativo na memória espacial, ao comparar o tempo desprendido no quadrante correto entre os diferentes tratamentos. Na esquiva inibitória a latência de descida da plataforma, observada na sessão teste, sugere que o tratamento com a dose 150 mg/kg de R. officinallis tem um efeito positivo na memória de longo prazo, quando administrada na fase de consolidação. Conclui-se que o extrato de R. officinalis nas doses de 150 e 300 mg/kg foi capaz de modular as memórias de curto e longo prazo dos roedores nas tarefas de reconhecimento social e esquiva inibitoria, respectivamente, e esse efeito modulatório melhorou os processos de aprendizado e memória.

Molecular identification of pollen donor plants on a progeny of Cambona-4 female matrix of maté ( Ilex paraguariensis St. Hil. – Aquifoliaceae ) / Identificação molecular de plantas polinizadoras em uma progênie da matriz de erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil. - Aquifoliaceae) Cambona-4

A progeny of Cambona-4, a female maté plant (Ilex paraguariensis) selected by its agronomical characteristics and mild flavor, was evaluated using RAPD markers in order to identify its male parents. Using RAPD markers specifics of each one of the four potential males, the paternity of 84 out of 107 offsprings was confirmed. The majority of the offsprings (83.3%) were ascribed to pollen donor A, while male plants B, C, and D represented 11.9, 4.8, and 0%, respectively. The highly desirable agronomical characteristics and product quality of Cambona-4/pollen donor A offsprings, identified by RAPD markers, lead to the planting of an orchard Cambona-4 and pollinator A to obtain bi-clonal commercial seeds

Uma progênie da matriz feminina de erva-mate (Ilex paraguariensis) denominada Cambona-4, selecionada pelas suas características agronômicas e sabor suave, foi avaliada por marcadores RAPD para a identificação dos respectivos parentais masculinos. Usando-se fragmentos específicos de RAPD de cada um dos quatro polinizadores potenciais, a paternidade de 84 de 107 descendentes foi confirmada. A maioria dos descendentes (83,3%) foi atribuída ao polinizador A, enquanto os polinizadores B, C e D representaram 11,9; 4,8 e 0%, respectivamente. As características agronômicas e de qualidade do produto, oriundas da progênie Cambona-4/polinizador A, identificado pelos marcadores RAPD, direcionaram o plantio de um pomar a partir do cruzamento destas para obtenção de sementes comerciais biclonais.

Semi-volatile compounds variation among Brazilian populations of Ilex paraguariensis St. Hil

The use of compressed carbon towards extracting semi-volatile compounds present in maté leaves (Ilex paraguariensis St. Hil.) is due to the growing interest in mate constituents to develop new products in the cosmetic, pharmaceutical and food industries. The objective of this work was to assess the chemical distribution of semi-volatile compounds in 20 native populations of maté collected all over Brazil. The extracts of bulk samples (30 plants) of each population were obtained by the high-pressure carbon dioxide extraction technique, and analyzed by GC/MSD. The quantification of compounds (caffeine, theobromine, phytol, squalene, vitamin E, eicosane, pentatriacontane, and stigmasterol) showed significant variations within the different populations and compounds analyzed, which are not related to geographical origin or macroclimate characteristics. The results pointed out to the importance of genetic and local environmental factors on the chemical composition of this species.

A extração empregando dióxido de carbono a altas pressões em erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.), tem sido justificada pelo crescente interesse desta matriz vegetal ou de parte de seus constituintes na formulação de novos produtos, tais como cosméticos e medicamentos, entre outros. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho é avaliar a distribuição química de compostos semi-voláteis em 20 populações de erva-mate coletadas em toda área de distribuição desta espécie no Brasil. 30 plantas foram selecionadas para produzir a amostra de cada população. Os extratos de cada amostra foram obtidos por extração com dióxido de carbono a alta pressão e, posteriormente, foram analisados por CG/EM. A quantificação de alguns compostos semi-voláteis presentes nos extratos (cafeína, teobromina, fitol, esqualeno, vitamina E, eicosano, pentatriacontano e stigmasterol), apresentaram variações significativas entre as concentrações dos diferentes compostos analisados nas diferentes populações, os quais não estão relacionados com origem geográfica ou com características de macroclima. Os resultados apontam para a importância dos fatores genéticos e/ou fatores de microclima sobre a composição química desta espécie.

Evaluation of Origanum vulgare essential oil as antimicrobial agent in sausage

This work reports antimicrobial activity of oregano (Origanum vulgare) essential oil against several bacteria in sausage. The in vitro minimum inhibitory concentration (MIC) was determined for 9 selected aerobic heterotrofic bacteria. The antimicrobial activity of distinct concentrations of the essential oil on the basis of the highest MIC found was tested in a food system comprised of fresh sausage. Batch food samples were also inoculated with Escherichia coli with a fixed concentration and the time course of the product was evaluated with respect to the action of the different concentrations of essential oil. Sensory analysis were conducted, and results showed that the addition of oregano essential oil to sausage may be a promising route as bacteriostatic effect was verified for oil concentrations lower than the MIC.

O presente trabalho reporta resultados referentes à testes de atividade antimicrobiana do óleo essencial de orégano (Origanum vulgare) contra várias bactérias em lingüiça. A concentração inibitória mínima (CIM) foi determinada para 9 bactérias aeróbicas heterotróficas. Com base no maior valor encontrado da CIM, testou-se a atividade antimicrobiana para distintas concentrações do óleo essencial in lingüiça fresca. Amostras do sistema alimentar escolhido foram inoculadas com Escherichia coli numa determinada concentração e a evolução temporal do produto concernente ao crescimento microbiano foi monitorada avaliando-se o efeito das diferentes concentrações de óleos essencial aplicadas ao produto inoculado. Os resultados das análises microbiológica e sensorial mostraram que a adição do óleo essencial de orégano a linguiça fresca coloca-se como promissora tendo em vista os efeitos bacteriostáticos observados em baixas concentrações do óleo essencial, inferiores a CIM.

Incidência de fungos e micotoxinas em grãos de milho armazenados sob diferentes condições / Incidence of fungi and mycotoxins in stored corn under different conditions

O objetivo deste estudo foi identificar, quantificar e avaliar a ocorrência de fungos e verificar a incidênciade micotoxinas (aflatoxinas e zearalenona) em grãos de milho armazenados por um período de cinco meses, sob diferentes condições (com e sem controle de temperatura e aeração). Isolaram-se e identificaram-se os fungos Aspergillus flavus, Fusarium roseum, Fusarium moniliforme, Fusarium graminearum e Penicilliumsp presentes nos grãos de milho. Os fungos A. flavus, F. roseum e Penicillium sp apresentaram variação de crescimento de 30 a 98%, de 3 a 30% e de 34 a 90%, respectivamente. A diferença no crescimento dosfungos não foi causada pela umidade, pois em ambos os silos foi inferior a 12%. Os principais fatores queinfluenciaram no crescimento possivelmente estejam relacionados à temperatura associada à aeração, poisse verificou maior crescimento no silo sem controle de temperatura e aeração, uma vez que os grãos armazenados nos dois silos foram colhidos na mesma época e de uma única região, portanto sujeitas às mesmas variações ambientais. A micotoxina detectada no silo A (aflatoxina B1) já se encontrava presente nos grãos no início do armazenamento, mantendo-se nos mesmos limites de detecção ao final do período de armazenamento

Microbiological analysis of critical points in the chicken industry

O objetivo deste trabalho foi identificar a contaminação microbiana no processo de escaldagem, assepsia e resfriamento do frango (chiller), e em linguiças de frango produzidas a partir destes. As amostras foram coletadas em um frigorífico de aves, em sete datas e analisadas em triplicata. A presença de Salmonella foi detectada em duas amostras da água de escaldagem não estando mais presente na água do chiller e nem no produto final. Isto se deve à redução de temperatura da água e adição de cloro. O NMP de coliformes fecais variou entre < 1 a 11/ml na água de escaldagem e < 1 a 64/ml na água do chiller, que embora em padrões aceitáveis, mostram tendência de acréscimo no chiller, devido principalmente ao processo de evisceração. As contagens de Aeromonas variaram de 5 a 3,5x101UFC/ml na água de escaldagem e 9 a 3,7x102UFC/ml na água do chiller. Este acréscimo se deve, provavelmente, por Aeromonas ser psicrófila e também devido a retirada das víceras. As análises de linguiça de frango mostraram acréscimo nas contagens de Aeromonas, apresentando até 2,5x103UFC/g. Esta tendência de aumento de crescimento no produto final, aliado a capacidade de causar infecções de Aeromonas demonstram a necessidade de incluir a análise destas nas avaliações microbiológicas de alimentos.