Optimized biotransformation of acid-treated water melon peel hydrolyzate into ethanol / Biotransformação otimizada de hidrolisado de casca de melancia tratada com ácido em etanol

Today, global focus of research is to explore the solution of energy crisis and environmental pollution. Like other agricultural countries, bulk quantities of watermelon peels (WMP) are disposed-off in environment as waste in Pakistan and appropriate management of this waste is the need of hour to save environment from pollution. The work emphasizes the role of ethanologenic yeasts to utilize significant sugars present in WMP for low-cost bioethanol fermentation. Dilute hydrochloric acid hydrolysis of WMP was carried out on optimized conditions employing RSM (response surface methodology) following central composite design (CCD). This experimental design is based on optimization of ethanologenesis involving some key independent parameters such as WMP hydrolysate and synthetic media ratio (X1), incubation temperature (X2) and incubation temperature (X3) for maximal ethanol yield exploiting standard (Saccharomyces cerevisiae K7) as well as experimental (Metchnikowia cibodasensisY34) yeasts. The results revealed that maximal ethanol yields obtained from S. cerevisiae K7 was 0.36±0.02 g/g of reducing sugars whereas M. cibodasensisY34, yielded 0.40±0.01 g ethanol/g of reducing sugars. The yeast isolate M. cibodasensisY34 appeared as promising ethanologen and embodies prospective potential for fermentative valorization of WMP-to-bioethanol.

Hoje, o foco global da pesquisa é explorar a solução da crise energética e da poluição ambiental. Como em outros países agrícolas, grandes quantidades de cascas de melancia (WMP) são descartadas como resíduos no meio ambiente no Paquistão, mas a gestão adequada desses resíduos é a mais recente solução para salvar o meio ambiente da poluição. O trabalho enfatiza o papel das leveduras etanologênicas para utilizar açúcares significativos presentes no WMP para fermentação de bioetanol de baixo custo. A hidrólise de ácido clorídrico diluído de WMP foi realizada em condições otimizadas empregando RSM (metodologia de superfície de resposta) e seguindo o projeto de composto central (CCD). Este projeto experimental é baseado na otimização da etanologenesis envolvendo alguns parâmetros independentes importantes, como hidrolisado de WMP e razão de meio sintético (X1), temperatura de incubação (X2) e temperatura de incubação (X3) para rendimento máximo de etanol explorando o padrão (Saccharomyces cerevisiae K7) também como leveduras experimentais (Metchnikowia cibodasensis Y34). Os resultados revelaram que os rendimentos máximos de etanol obtidos a partir de S. cerevisiae K7 foi de 0,36 ± 0,02 g / g de açúcares redutores, enquanto M. cibodasensis Y34 rendeu 0,40 ± 0,01 g de etanol / g de açúcares redutores. O isolado de levedura M. cibodasensis Y34 apareceu como um etanologeno promissor e incorpora um potencial prospectivo para a valorização fermentativa de WMP em bioetanol.

Optimized biotransformation of acid-treated water melon peel hydrolyzate into ethanol

Abstract Today, global focus of research is to explore the solution of energy crisis and environmental pollution. Like other agricultural countries, bulk quantities of watermelon peels (WMP) are disposed-off in environment as waste in Pakistan and appropriate management of this waste is the need of hour to save environment from pollution. The work emphasizes the role of ethanologenic yeasts to utilize significant sugars present in WMP for low-cost bioethanol fermentation. Dilute hydrochloric acid hydrolysis of WMP was carried out on optimized conditions employing RSM (response surface methodology) following central composite design (CCD). This experimental design is based on optimization of ethanologenesis involving some key independent parameters such as WMP hydrolysate and synthetic media ratio (X1), incubation temperature (X2) and incubation temperature (X3) for maximal ethanol yield exploiting standard (Saccharomyces cerevisiae K7) as well as experimental (Metchnikowia cibodasensisY34) yeasts. The results revealed that maximal ethanol yields obtained from S. cerevisiae K7 was 0.36±0.02 g/g of reducing sugars whereas M. cibodasensisY34, yielded 0.40±0.01 g ethanol/g of reducing sugars. The yeast isolate M. cibodasensisY34 appeared as promising ethanologen and embodies prospective potential for fermentative valorization of WMP-to-bioethanol.

Resumo Hoje, o foco global da pesquisa é explorar a solução da crise energética e da poluição ambiental. Como em outros países agrícolas, grandes quantidades de cascas de melancia (WMP) são descartadas como resíduos no meio ambiente no Paquistão, mas a gestão adequada desses resíduos é a mais recente solução para salvar o meio ambiente da poluição. O trabalho enfatiza o papel das leveduras etanologênicas para utilizar açúcares significativos presentes no WMP para fermentação de bioetanol de baixo custo. A hidrólise de ácido clorídrico diluído de WMP foi realizada em condições otimizadas empregando RSM (metodologia de superfície de resposta) e seguindo o projeto de composto central (CCD). Este projeto experimental é baseado na otimização da etanologenesis envolvendo alguns parâmetros independentes importantes, como hidrolisado de WMP e razão de meio sintético (X1), temperatura de incubação (X2) e temperatura de incubação (X3) para rendimento máximo de etanol explorando o padrão (Saccharomyces cerevisiae K7) também como leveduras experimentais (Metchnikowia cibodasensis Y34). Os resultados revelaram que os rendimentos máximos de etanol obtidos a partir de S. cerevisiae K7 foi de 0,36 ± 0,02 g / g de açúcares redutores, enquanto M. cibodasensis Y34 rendeu 0,40 ± 0,01 g de etanol / g de açúcares redutores. O isolado de levedura M. cibodasensis Y34 apareceu como um etanologeno promissor e incorpora um potencial prospectivo para a valorização fermentativa de WMP em bioetanol.

Optimized biotransformation of acid-treated water melon peel hydrolyzate into ethanol / Biotransformação otimizada de hidrolisado de casca de melancia tratada com ácido em etanol

Abstract Today, global focus of research is to explore the solution of energy crisis and environmental pollution. Like other agricultural countries, bulk quantities of watermelon peels (WMP) are disposed-off in environment as waste in Pakistan and appropriate management of this waste is the need of hour to save environment from pollution. The work emphasizes the role of ethanologenic yeasts to utilize significant sugars present in WMP for low-cost bioethanol fermentation. Dilute hydrochloric acid hydrolysis of WMP was carried out on optimized conditions employing RSM (response surface methodology) following central composite design (CCD). This experimental design is based on optimization of ethanologenesis involving some key independent parameters such as WMP hydrolysate and synthetic media ratio (X1), incubation temperature (X2) and incubation temperature (X3) for maximal ethanol yield exploiting standard (Saccharomyces cerevisiae K7) as well as experimental (Metchnikowia cibodasensisY34) yeasts. The results revealed that maximal ethanol yields obtained from S. cerevisiae K7 was 0.36±0.02 g/g of reducing sugars whereas M. cibodasensisY34, yielded 0.40±0.01 g ethanol/g of reducing sugars. The yeast isolate M. cibodasensisY34 appeared as promising ethanologen and embodies prospective potential for fermentative valorization of WMP-to-bioethanol.

Resumo Hoje, o foco global da pesquisa é explorar a solução da crise energética e da poluição ambiental. Como em outros países agrícolas, grandes quantidades de cascas de melancia (WMP) são descartadas como resíduos no meio ambiente no Paquistão, mas a gestão adequada desses resíduos é a mais recente solução para salvar o meio ambiente da poluição. O trabalho enfatiza o papel das leveduras etanologênicas para utilizar açúcares significativos presentes no WMP para fermentação de bioetanol de baixo custo. A hidrólise de ácido clorídrico diluído de WMP foi realizada em condições otimizadas empregando RSM (metodologia de superfície de resposta) e seguindo o projeto de composto central (CCD). Este projeto experimental é baseado na otimização da etanologenesis envolvendo alguns parâmetros independentes importantes, como hidrolisado de WMP e razão de meio sintético (X1), temperatura de incubação (X2) e temperatura de incubação (X3) para rendimento máximo de etanol explorando o padrão (Saccharomyces cerevisiae K7) também como leveduras experimentais (Metchnikowia cibodasensis Y34). Os resultados revelaram que os rendimentos máximos de etanol obtidos a partir de S. cerevisiae K7 foi de 0,36 ± 0,02 g / g de açúcares redutores, enquanto M. cibodasensis Y34 rendeu 0,40 ± 0,01 g de etanol / g de açúcares redutores. O isolado de levedura M. cibodasensis Y34 apareceu como um etanologeno promissor e incorpora um potencial prospectivo para a valorização fermentativa de WMP em bioetanol.

Response surface methodology-artificial neural network based optimization and strain improvement of cellulase production by Streptomyces sp / Metodologia de superfície de resposta - otimização baseada em redes neurais artificiais e melhoria de estirpes na produção de celulases por Streptomyces sp

Thirty-seven different colonies were isolated from decomposing logs of textile industries. From among these, a thermotolerant, gram-positive, filamentous soil bacteria Streptomyces durhamensis vs15 was selected and screened for cellulase production. The strain showed clear zone formation on the CMC agar plate after Gram's iodine staining. Streptomyces durhamensis vs15 was further confirmed for cellulase production by estimating the reducing sugars through the dinitrosalicylic acid (DNS) method. The activity was enhanced by sequential mutagenesis using three mutagens of ultraviolet irradiation (UV), N methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG), and Ethyl methanesulfonate (EMS). After mutagenesis, the cellulase activity of GC23 (mutant) was improved to 1.86-fold compared to the wild strain (vs15). Optimal conditions for the production of cellulase by the GC 23 strain were evaluated using Response Surface Methodology (RSM) and Artificial Neural Network (ANN). The effects of pH, temperature, duration of incubation, and substrate concentration on cellulase production were evaluated. Optimal conditions for the production of cellulase enzyme using Carboxymethyl cellulose as a substrate are 55 ºC of temperature, pH of 5.0, and incubation for 40 h. The cellulase activity of the mutant Streptomyces durhamensis GC23 was further optimized to 2-fold of the activity of the wild type by RSM and ANN

Trinta e sete colônias diferentes foram isoladas de toras em decomposição das indústrias têxteis. Dentre estes, uma bactéria do solo filamentosa termotolerante, Gram-positiva, Streptomyces durhamensis vs15, foi selecionada e rastreada quanto à produção de celulase. A cepa mostrou uma formação de zona clara na placa de ágar CMC após a coloração com iodo Gram. Streptomyces durhamensis vs15 foi ainda confirmado para a produção de celulase, estimando os açúcares redutores pelo método do ácido dinitrosalicílico (DNS). A atividade foi aprimorada por mutagênese sequencial usando três mutagênicos de irradiação ultravioleta (UV), N metil-N'-nitro-N-nitrosoguanidina (NTG) e metanossulfonato de etil (EMS). Após a mutagênese, a atividade celulase do GC23 (mutante) foi melhorada para 1,86 vezes em comparação com a cepa selvagem (vs15). As condições ideais para a produção de celulase pela cepa GC 23 foram avaliadas usando a Metodologia de Superfície de Resposta (RSM) e a Rede Neural Artificial (RNA). Os efeitos do pH, temperatura, duração da incubação e concentração de substrato na produção de celulase foram avaliados. As condições ideais para a produção da enzima celulase usando Carboximetilcelulose como substrato são 55 ° C de temperatura, pH de 5,0 e incubação por 40 h. A atividade da celulase do mutante Streptomyces durhamensis GC23 foi ainda otimizada para 2 vezes a atividade do tipo selvagem por RSM e RNA.

Enzymatic purification of glucomannan from Amorphophallus oncophyllus using α-Amylase / Purificação enzimática de glucomanan de amorphophallus oncophyllus usando α -amilasas

The international standards for top glucomannan flour require a minimum of 70% glucomannan. The glucomannan content of Amorphophallus oncophyllus flour was approximately 60%, with starch as the major impurity. Elimination of starch was expected to increase the purity of glucomannan. The purpose of this research was to study starch hydrolysis of the flour using α-amylase. Temperature (35.5-84.5oC), time (0.4-3.6 h) and pH (2.2-8.8) of hydrolysis were selected as independent variables. A central composite design of response surface methodology (RSM) was performed to obtain the optimum condition. This approach was a novelty of this enzymatic purification of A. oncophyllus. Glucomannan content, starch content, and solubility were chosen as the response variables. The models were reliable for predicting the responses (R2≥ 0.771). It was predicted that the highest glucomannan content (93.0%) obtained at the lowest starch content (1.14%), which hydrolysed at pH 6.17, 84.5oC and 3.6 h. Prior the verification of the optimum hydrolysed condition from the model, the glucomannan and starch content was 81.59% and 2.27%, respectively. After purification, the absorbance of the ß-1,4 glycosidic bond increased as a sign of higher glucomannan purity. A less rough surface and irregular shape of the grain morphology was observed after purification.

Os padrões internacionais para a farinha de alta calidade de glucomanan requerem um mínimo de 70% de glucomanan. O conteúdo de glucomanano da farinha de Amorphophallus oncophyllus foi de aproximadamente 60%, com o amido como a maior impureza. Esperava-se que a eliminação do amido aumentasse a pureza do glucomanan. O objetivo desta pesquisa foi estudar a hidrólise do amido da farinha usando α-amilase. A temperature (35,5-84,5oC), o tempo (0,4-3,6 h) e o pH (2,2-8,8) da hidrólise foram selecionados como variáveis independentes. Um desenho central composto pertencente á metodologia da superfície de resposta (MSR) foi realizado para obter a condição ótima. Esta abordagem foi uma novidade desta purificação enzimática de A. oncophyllus. O conteúdo de glucomanan, conteúdo de amido e solubilidade foram escolhidos como as respostas. Os modelos foram confiáveis para predizer as respostas (R2≥ 0,771). Os modelos indicaram que o maior conteúdo de glucomanan (93,0%) foram obtidos no menor conteúdo de amido (1,14%),que hidrolisou a um pH 6,17, 84,5ºC e 3,6 h. Antes da verificação da condição hidrolisada ótima do modelo, o conteúdo de glucomanan e amido foi de 81,59% e 2,27%, respectivamente. Após a purificação, a absorbância da ligação ß-1,4 glicosídica aumentou com um sinal de maior pureza de glucomanan. Uma superfície mais lisa e forma irregular da morfologia do grão foi observada após a purificação.

Estudo da produção de lipase por Burkholderia cepacia / Study of lipase production by Burkholderia cepacia

RESUMO O uso de enzimas pelas indústrias possibilita o desenvolvimento de processos tecnológicos com eficiência similar aos realizados pela natureza, o que faz dessa tecnologia um dos campos mais promissores na síntese de compostos de alto valor agregado. O presente trabalho teve por objetivo estudar a produção de lipase por Burkholderia cepacia utilizando a metodologia de superfície de resposta. Foram utilizadas as variáveis concentrações de fonte de potássio, magnésio, óleo de soja, água de maceração de milho e pH. Foi observado que, dentro das concentrações utilizadas, o potássio, a água de maceração de milho e o óleo de soja influenciaram positivamente na produção de lipase. O Bioflo III se destacou dentre os biorreatores empregados para a produção da enzima, possivelmente devido a melhor distribuição dos fenômenos de transferência de massa e movimento, alcançando valores de até 2,43 U mL-1 em 120 horas de fermentação.

ABSTRACT The use of enzymes on an industrial scale has enabled the development of technological processes with an efficiency similar to those made by nature, which makes this technology one of the most promising fields in new technologies for synthesis of high-added value compounds. This paper aimed to study the production of lipase by Burkholderia cepacia using the response surface methodology. We used the following variables: concentrations of potassium, magnesium, soybean oil, corn steep liquor and pH. We observed that, among the used concentrations, potassium, corn steep liquor and soybean oil positively influenced the lipase production. Bioflo III showed the best performance among the bioreactors used for the enzyme production, possibly due to a better distribution of mass and movement transfer phenomena, reaching values of up to 2.43 U mL-1 at 120 hours of fermentation.

Otimização multivariada do processo foto-Fenton solar na remoção da demanda química de oxigênio em lixiviados de aterros sanitários / Multivariate optimization of solar photo-Fenton process for chemical oxygen demand removal in landfill leachate treatment

RESUMO A presente pesquisa objetivou otimizar o processo foto-Fenton solar no tratamento de lixiviados de aterros sanitários. O Delineamento Composto Central Rotacional associado à Metodologia de Superfície de Resposta foi aplicado para investigar três variáveis operacionais: razão de reagentes [H2O2]/[FeSO4.7H2O], fator de H2O2 e pH inicial, a fim de maximizar a remoção de matéria orgânica, em termos da demanda química de oxigênio (DQO). De acordo com os resultados, obteve-se elevada redução da DQO em 3 horas de fotocatálise solar (70,97 a 84,74%). Com base na análise de variância (ANOVA), a variável reposta pode ser descrita por um modelo quadrático, com elevado coeficiente de explicação, R2=0,9894. A análise das superfícies de resposta indicou que as condições ótimas foram: faixa de pH inicial entre 2,5 e 3,5; com pico em 2,79; e razões de reagentes [H2O2]/[FeSO4.7H2O] a partir de 6 até o nível máximo estudado (7,36). Calculou-se a concentração de peróxido de hidrogênio com base no fator de H2O2, atingindo o ponto crítico em 143,77% da quantidade estequiométrica de H2O2 necessária para a oxidação completa da matéria orgânica, isto é, 11.751,05 mg H2O2.L-1 para estabilizar uma DQO de 3.845,55 mg O2.L-1.

ABSTRACT This research aimed to optimize the solar photo-Fenton process in landfill leachate treatment. Central Composite Rotatable Design associated with the Response Surface Methodology was applied to investigate three operational factors: reagents ratio [H2O2]/[FeSO4.7H2O], H2O2 factor and initial pH, in order to maximize the organic matter removal, in terms of chemical oxygen demand (COD). According to the results, high COD reduction was obtained in three hours of solar photocatalysis (70.97 to 84.74%). Based on the analysis of variance (ANOVA), the response variable can be described by a quadratic model, with a high coefficient of determination, R2=0.9894. The analysis of response surfaces indicated that the optimum conditions were: initial pH range between 2.5 and 3.5, with a peak at 2.79, and reagents ratio range from 6 to the maximum level studied (7.36). Hydrogen peroxide concentration was calculated from the H2O2 factor, reaching the critical point at 143.77% of the stoichiometric amount of H2O2 needed for the complete oxidation of organic matter, that is, 11,751.05 mg H2O2.L-1 to stabilize a COD of 3,845.55 mg O2.L-1.

Remoção da cor no tratamento combinado de lixiviado de aterro sanitário e esgoto doméstico via processo PACT® / Color removal in the combined treatment of landfill leachate and domestic sewage via PACT ® process

RESUMO Misturas diferentes de lixiviado de aterro sanitário e esgoto doméstico foram aplicadas em 16 reatores em batelada usando o processo PACT® (lodos ativados com adição de carvão ativado em pó - CAP). O objetivo do trabalho foi representar a remoção de cor utilizando dois ajustes matemáticos: o primeiro combinou as variáveis concentração de CAP (0 a 6 g.L-1) e mistura lixiviado/esgoto (0 a 10%, em volume); e o segundo, a concentração de CAP e a cor da mistura (276 a 1.199 uH). A metodologia de superfície de resposta (MSR) foi escolhida para representar a resposta dos ajustes. Os resultados indicaram que, conforme a concentração de lixiviado aumentou até 5%, a adição de CAP resultou em um maior percentual de remoção de cor. No entanto, para a mistura com 10% de lixiviado, os reatores perderam eficácia, com exceção do reator com 6 g.L-1 de CAP, que apresentou os melhores resultados de remoção de cor.

ABSTRACT Sixteen batch reactors fed with different mixtures of landfill leachate combined with synthetic wastewater were treated using the PACT® process (activated sludge process plus powdered activated carbon addition - PAC). The objective was to measure the color removal using two mathematical adjustments: the first adjustment combined the variables PAC concentration (0 to 6 g.L-1) and landfill leachate concentration in the wastewater (0 to 10%, in volume); and the second model combined PAC concentration and the influent color (276 to 1,199 uH). The response surface methodology was used to describe the response of both adjustments. The results indicated that as the proportion of leachate was increased up to 5%, higher PAC concentrations resulted in a better color removal in the reactors. When the leachate proportion was 10%, the reactors were less efficacious, except for the one with 6 g.L-1, which presented the highest color removal within the experiment.

Microwave-assisted extraction in dry fruit of andean species Vaccinium meridionale: Experimental conditions on the recovery of total polyphenols / Extração assistida por microondas para frutos da espécie andina Vaccinium meridionale: Condições experimentais na remoção de polifenóis totais

ABSTRACT Due to their nutraceutical properties, the fruits of the species Vaccinium meridionale, which inhabit the Andean region, are of scientific interest. Microwave-assisted extraction has been applied to different vegetal matrices for to extract efficiently polyphenolic compounds. In this work we study in microwave assisted extraction processes, the effect on the extraction of total polyphenols in dried fruits of Vaccinium meridionale, using response surface methodology. The main objective of this research was to analyze the relationships between power, temperature, solid-liquid ratio, time and ethanol concentration in aqueous media on the effectiveness of total polyphenols recovery in dry fruits of Vaccinium meridionale. A central composite design face-centered with three levels for each variable was used: P = 300 - 900 W; T = 70 -110 °C; L:Srat. = 30:1 - 70:1 w/w; t = 5 - 15 min; [EtOH] = 0 - 80%. In this sense, the effect of the input variables on the recovery of total polyphenols, the optimization process for maximum extraction, and the comparison to other solid-liquid extractions in terms of quantity of total polyphenols, are reported. It was found that the significant variables in the extraction process were ethanol concentration, temperature and time; the best yields were obtained in the range [EtOH] = 44 - 49%, T = 110 °C, and t = 10 - 15 min. In terms of quantity, time and consumption of energy, microwave-assisted extraction technique is more efficient than other solid-liquid extraction processes for the extraction of total polyphenols.

RESUMO Devido a suas propriedades nutracêuticas em termos do conteúdo de polifenóis totais, os frutos da espécie andina Vaccinium meridionale tem associado um grande interesse cientifico. A extração assistida por microondas tem sido utilizada em diferentes matrizes vegetais para a remoção de forma eficiente de compostos polifenólicos que apresentam uma atividade biológica. Neste artigo são apresentados os principais resultados experimentais obtidos em diferentes processos de extração assistida por microondas, com respeito à quantia de polifenóis totais removidos em frutos secos de Vaccinium meridionale por meio da metodologia da superfície de resposta. O principal objetivo desta pesquisa foi analisar as relações entre as variáveis independentes da potência, a temperatura, a relação sólido-líquido, tempo e concentração de etanol com respeito à quantidade polifenóis totais extraídos de frutos secos de Vaccinium meridionale. Foi utilizado um desenho composto centrado nas caras com três diferentes níveis para cada variável: P = 300 - 900 W; T = 70 -110 °C; L:Srat. = 30:1 - 70:1 w/w; t = 5 - 15 min; [EtOH] = 0 - 80%. Foi utilizado o método de Folin-Ciocalteu para a quantificação de polifenóis totais com ácido gálico como molécula de referência. Neste sentido, foi reportado neste trabalho o efeito dos fatores de entrada com respeito a quantidade de polifenóis totais removidos, o processo de optimização para obter a máxima remoção possível, e também uma comparação dos resultados experimentais com outros processos de extração sólido-líquido. Foi achado que a concentração de etanol, a temperatura e o tempo foram a variáveis mais importantes no processo de extração. A máxima quantidade de recuperação achada neste trabalho foi obtida no intervalo [EtOH] = 44 - 49%, T = 110 °C e t = 10 - 15 min. Em termos de quantidade, tempo e gasto de energia, a extração assistida por microondas é uma técnica eficiente para a remoção de polifenóis totais em frutos secos de Vaccinium meridionale.

Interaction between xylanase, glucose oxidase and ascorbic acid on the technological quality of whole wheat bread / Interação entre xilanase, glicose oxidase e ácido ascórbico na qualidade tecnológica de pão elaborado com farinha do trigo integral

ABSTRACT: This study aimed to verify the performance of xylanase and its interaction with oxidants agents (glucose oxidase and ascorbic acid) on the quality of whole wheat bread. The experiment was based on a central composite rotational design and the Response Surface Methodology was used to analyze the results. None of the xylanase, glucose oxidase or ascorbic acid concentrations within the studied range led to a significant difference in the specific volume. The highest moisture content and the lowest firmness values were reported in the bread with lower and intermediate levels of xylanase and larger amounts of glucose oxidase and ascorbic acid. This effect was observed mainly at the end of the storage period. A minimum amount of xylanase (from 33 to 63 EDX kg-1 flour) showed to be essential for obtaining best results. Levels of ascorbic acid above 63mg kg-1 and glucose oxidase above 91 SRU kg-1 proved to be necessary to offer the beneficial effect of xylanase.

RESUMO: O objetivo deste estudo foi verificar o desempenho da xilanase e sua interação com agentes oxidantes (glicose oxidase e ácido ascórbico) na qualidade de pão elaborado com farinha do trigo integral. O experimento foi baseado em um delineamento composto central rotacional (DCCR) e a Metodologia de Superfície de Resposta foi utilizada para analisar os resultados. Nenhuma das concentrações de xilanase, glicose oxidase e ácido ascórbico, dentro da faixa estudada, levaram a uma diferença significativa no volume específico. Mais alto conteúdo de umidade e menor firmeza foram encontrados nos pães com concentrações menores e intermediárias de xilanase e concentrações maiores de glicose oxidase e ácido ascórbico. Este efeito foi observado principalmente no final do período de estocagem. Uma quantidade mínima de xilanase (de 33 a 63 EDX kg-1 farinha) mostra ser essencial na obtenção dos melhores resultados. Concentrações de ácido ascórbico acima de 63mg kg-1 e glicose oxidase acima de 91 SRU kg-1 mostraram ser necessárias para que o efeito benéfico da xilanase fosse observado.

Change in physical and chemical characteristics related to the binomial time-temperature used in sous pasteurization see Tambaqui (Colossoma macropomum) / Variação das características físico-químicas relacionadas ao binômio tempo-temperatura utilizado na pasteurização de sous vide de tambaqui (Colossoma macropomum)

The goal of this study was to evaluate sous vide fish and assess the influence of time and temperature on the pasteurization process through quality parameters. The raw material (tambaqui fillets) and the sous vide underwent physical, physicochemical, and microbiological analyses. A sauce was prepared containing soy sauce, water, horseradish and garlic flakes. The product's pasteurization parameters of time and temperature were defined according to a 22 central composite rotatable design (CCRD), and the dependent variables were water holding capacity (WHC) and instrumental texture aiming at obtaining high WHC values for the product to maintain the desired juiciness. The microbiological analysis required by legislation have indicated that the fish fillets and sous vide were within de standard. The values of total coliforms found in the samples (fillets and sous vide) analyzed were below the critical level of 10² CFU/g. The counts of sulphite-reducing clostridia and psychrotrophic and mesophilic bacteria on plates in the samples were <1x10 CFU/g. In conclusion, temperature was the most important factor in the pasteurization process, significantly contributing to the quality of the final product. The mathematical models proposed were considered predictive for each response.

O objetivo deste estudo foi avaliar a influência do tempo e da temperatura no processo de pasteurização do sous vide de peixe por meio dos parâmetros de qualidade. Foram realizadas análises físicas, físico-químicas e microbiológicas na matéria-prima (filé de tambaqui) e no sous vide. Foi preparado um molho contendo molho de soja, água, raiz forte e flocos de alho. Parâmetros de pasteurização do produto (tempo x temperatura) foram definidos de acordo com um projeto de 2x2 rotativo composto central (DRCC), e as variáveis dependentes foram capacidade de retenção de água (CRA) e textura instrumental, visando à obtenção de altos valores de CRA para que o produto obtivesse a suculência desejada. As análises microbiológicas exigidas na legislação indicaram que a matéria-prima e o sous vide encontravam-se dentro dos padrões estabelecidos. Os valores de coliformes totais encontrados nas amostras (filés e sous vide) analisadas foram inferiores ao nível crítico de 10² UFC/g. As contagens de clostrídios sulfitorredutores e bactérias psicrotróficas e mesófilas em placas nas amostras foram <1x10 UFC/g. Concluiu-se que a temperatura foi o fator mais importante no processo de pasteurização, contribuindo de forma significativa para a qualidade do produto final. Os modelos matemáticos propostos foram preditivos para cada resposta.

Optimization of culture conditions for tannase production by Aspergillus sp. gm4 in solid state fermentation / Otimização das condições de cultivo para produção de tanase por Aspergillus sp. gm4 em fermentação em estado sólido

Tannase is an industrially important enzyme produced by a large number of microorganisms. This study analyzed the production of tannase by Aspergillus sp. GM4 under solid-state fermentation (SSF) using different vegetable leaves (mango, jamun and coffee) and agricultural residues (coffee husks, rice husks and wheat bran). Among the substrates used jamun leaves yielded high tannase production. The Plackett-Burman design was conducted to evaluate the effects of 12 independent variables on the production of tannase under SSF using jamun leaves as substrate. Among these variables, incubation time, potassium nitrate and tannic acid had significant effects on enzyme production. A lower incubation time was fixed and supplementation with potassium nitrate and tannic acid were optimized using the Central Composite Design. The best conditions for tannase production were: incubation time of 2 days; tannic acid at 1.53% (w w-1) and potassium nitrate at 2.71% (w w- 1). After the optimization process, tannase production increased 4.65-fold, which showed that the statistical experimental design offers a practicable approach to the implementation of optimization of tannase production.

Tanase é uma enzima industrialmente importante produzida por um grande número de microrganismos. Este estudo analisou a produção de tanase por Aspergillus sp. GM4 em fermentação em estado sólido (FES) utilizando diferentes vegetais como folhas de manga, de jambolão, de café e resíduos agrícolas, como a casca de café, casca de arroz e farelo de trigo. Entre os substratos utilizados, as folhas jambolão renderam alta produção de tanase. O planejamento de Plackett-Burman foi conduzido para avaliar os efeitos de 12 variáveis independentes sobre a produção de tanase em FES usando folhas jambolão como substrato. Entre estas variáveis, tiveram efeitos significativos na produção da enzima o tempo de incubação, o nitrato de potássio e o ácido tânico. O menor tempo de incubação foi fixado e a suplementação de nitrato de potássio e ácido tânico foi otimizada utilizando o planejamento composto central rotacional. As melhores condições para a produção de tanase foram o tempo de incubação de dois dias, a concentração de ácido tânico de 1,53% (g g-1) e de nitrato de potássio 2,71% (g gw-1). Após o processo de otimização, a produção tanase aumentou 4,65 vezes, o que mostrou que o delineamento experimental foi um método viável para a otimização da produção de tanase.

Interesterificação química e enzimática de misturas de estearina de palma, óleo de coco e óleo de canola para formulação de margarinas com baixa concentração de isômeros trans / Chemical and enzymatic interesterification of palm stearin mixtures of coconut oil and canola oil margarine formulation with a low concentration of trans isomers

O consumidor está cada vez mais consciente da relação entre dieta e doença, que tem impulsionado as pesquisas sobre alimentos funcionais e seus efeitos sobre o corpo. O papel dos óleos e gorduras na nutrição humana tem sido intensamente estudado e discutido por décadas. Tem sido enfatizada a importância da ingestão de ômega-3, ômega-6 e ômega-9 ácidos graxos redução de ácidos graxos saturados e, mais recentemente, controle da ingestão de ácidos graxos trans. Através da mistura e interesterificação química e enzimática de óleos e gorduras, gorduras trans-livre pode ser produzido. Mistura de gordura, foram formuladas por misturas ternárias de estearina de palma, uma gordura láurica (óleo de coco ou óleo de palmiste) e um óleo poliinsaturado (óleo de canola ou azeite de oliva) em diferentes proporções que foram interesterificadas. Neste trabalho, foram produzidos lipídios estruturados por interesterificação química e enzimática. A interesterificação química foi realizada nas seguintes condições: a 88 °C, 60 minutos de reação, 0,4% de catalisador metóxido de sódio, sob agitação e vácuo. A interesterificação enzimática, sendo realizada com duas lipases comerciais Thermomyces lanuginosa e Rhizomucor miehei, com seletividade sn-1,3. A interesterificação enzimática por batelada foi realizado seguindo um planejamento matriz central compósito rotativo em função da temperatura e da composição do meio, estearina de palma, óleo de palmiste e azeite de oliva e catalisado pelas lipases comerciais. O decréscimo do conteúdo de gordura sólida foi observado a 10 e 35 °C após a interesterificação. O biorreator contínuo foi operado nas seguintes condições: mistura de estearina de palma, óleo de palmiste, azeite de oliva (45:30:25), 10 gr de biocatalisador, 65 °C, com tempo de residência de 7 min e por 226 h para Thermomyces lanuginosa e 188 h para Rhizomucor miehei. A atividade do biocatalisador foi avaliada em termos da diminuição do conteúdo de gordura sólida a 35 °C, o qual é um parâmetro chave na produção de margarinas. O perfil de inativação do biocatalisador pode ser bem descrita pelo modelo de desativação de primeira ordem: meia-vida de 88 e 60 h foram estimados quando Thermomyces lanuginosa e Rhizomucor miehei, respectivamente, foram utilizados. Os óleos puros, as misturas originais e interesterificadas foram avaliados quanto à composição de ácidos graxos e triacilgliceróis, distribuição regioespecífica dos ácidos graxos nos triacilgliceróis, ponto de fusão e amolecimento, consistência, conteúdo de gordura sólida, comportamento de fusão e cristalização, estabilidade oxidativa, estrutura cristalina e polimorfismo. A interesterificação química e enzimática promoveram diminuição de triacilgliceróis trissaturados e triinsaturados e aumento dos monossaturados-diinsaturados e dissaturados-monoinsaturados, o que resultou no respectivo decréscimo dos pontos de fusão e amolecimento, consistência e conteúdo de gordura sólida, aumentando a plasticidade das gorduras. As curvas de fusão e cristalização das misturas foram modificadas pela alteração da composição dos triacilgliceróis pela interesterificação química e enzimática. Estabilidade térmica e a temperatura de oxidação da estearina de palma, óleo de coco e óleo de canola e suas misturas foram dependente da composição de ácidos graxos e independente da interesterificação química. Os resultados mostram que a interesterificação química e enzimática oferecem uma ferramenta útil para a concepção de gorduras com sintonizáveis propriedades físico-químicas, melhorando em relação a esse das gorduras de partida

The consumer is becoming more aware of the relationship between diet and disease, which has driven the research on functional foods and their effects on the body. The role of fats and oils in human nutrition has been intensively studied and discussed for decades. It has been emphasized the importance of intake of omega-3, omega-6 and omega-9 fatty acids, reduction of saturated fatty acids and, more recently, control of intake of trans fatty acids. Through the blend and interesterification of oils and fats, trans-free fats can be produced. Fat blends, formulated by ternary blends of palm stearin, lauric fat (coconut oil and palm kernel oil) and polyunsaturated oils (canola oil and olive oil) were done in different ratios. In this work, were produced by chemical and enzymatic interesterification. Chemical interesterification was performed under the following conditions: at 88°C, 60 minutes reaction times, 0.4% sodium methoxide, under agitation and vacuum. For enzymatic interesterification being carried out with two commercial lipases Thermomyces lanuginosa e Rhizomucor miehei, with selectivity sn-1,3. Batch enzymatic interesterification were performed, following central composite rotatable designs (CCRDs) as a function temperature and media of palm stearin, palm kernel oil and olive oil formulation and catalyzed by a commercial immobilized lipase. A decrease in all SFC values of the blends at 10 °C and 35°C was observed upon interesterification. The bioreactor operated continuously: mixture of palm stearin, palm kernel oil and olive oil (45:30:25, wt %), at 65 °C, at a residence time of 7 min and for 226 h to Thermomyces lanuginosa and 188 h to Rhizomucor miehei.. Biocatalyst activity was evaluated in terms of the decrease of the solid fat content at 35 °C of the blends, which is a key parameter in margarine manufacture. The inactivation profile of the biocatalyst could be well described by the first-order deactivation model: Half-lives of 88 and 60 h were estimated when Thermomyces lanuginose and Rhizomucor miehei, respectively, were used. Pure oil, the original and interesterified blends were examined for fatty acids and triacylglycerols composition, regiospecific distribution of fatty acids in triacylglycerols, melting and softening points, consistency, solid fat content, thermal behavior, oxidation stability, crystalline microstructure and polymorphism. Chemical and enzymatic interesterification caused reduction of trisaturated and triunsaturated and increase in monosaturated-diunsaturated and disaturated-monounsaturated, lowering the initial melting and softening points, consistency and solid fat content, increasing plasticity of fats. Melting and crystallization curves were significantly modified by changing the composition of triacylglycerols by chemical and enzymatic interesterification. The thermal stability and oxidation temperature of palm stearin, coconut oil and canola oil and their blends were dependent on fatty acid composition and independent on chemical interesterification. The results show that the chemical and enzymatic interesterification provides a useful tool to design fats with tunable physicochemical properties, improved compared to that of the starting fats

Critical process parameters optimization for hyperthermostable ß amylase production by Bacillus subtilis DJ5 using response surface methodology / A otimização dos parâmetros do processo crítico para a produção hipertermoestável de ß amilase por Bacillus subtilis DJ5 utilizando a metodologia de superfície de resposta

The combined effects of significant physical and chemical factors affect hyperthermostable ß amylase production under submerged fermentation by Bacillus subtilis DJ5. The above was studied using the experimental design and response surface methodology. A 23 full-factorial central composite design was chosen to analyze interactions among three factors i.e. substrate concentration, medium pH and incubation temperature. The experimental data were fitted into a polynomial model for the yield of enzyme and an optimum level was arrived at with optimized conditions. Solving the coded values using Excel equation function indicated that maximum enzyme production is possible at a substrate concentration of 7.07 mg mL-1, pH 6.622 and temperature of 35.435°C. Such prediction was validated with practical experiments in which, at the prescribed condition maximum yield of 15.62 U mg-1, nearly 1.5 fold higher than non-optimized condition was observed.

Os efeitos combinados de fatores físicos e químicos significativos influenciam a produção hipertermoestável de amilase ß sob fermentação submersa por Bacillus subtilis DJ5. O esquema experimental e metodologia de superfície de resposta foram usados, com 23 planejamento fatorial composto, para analisar as interações entre os três fatores, ou seja, concentração de substrato, pH médio e temperatura de incubação. Os dados experimentais foram ajustados a um modelo polinomial para a produção de enzima e chegou-se a um nível ótimo através de condições otimizadas. A solução dos valores codificados por equação de Excel indicou que a produção máxima da enzima é possível a uma concentração de substrato de 7,07 mg mL-1, pH 6,622 e temperatura de 35,435°C. Tal previsão foi validada com experimentos práticos, onde na condição prescrita de rendimento máximo de 15,62 U mg-1, foram observados cerca de 1,5 vezes maior do que o estado não otimizado.

Foam mat drying of tomato pulp / Secagem de polpa de tomate pelo método de camada de espuma

The purpose of this study was to optimize the formulation of tomato pulp foam and to evaluate the drying process using the foam mat method at temperatures of 60°C and 80°C. The optimization was conducted by analyzing the effect of the albumin concentration (expressed in %) and whipping time (expressed in minutes) in relation to the response variables of foam density and thermal stability of the foam based on the volume of remaining foam. The drying curves (moisture versus drying time ratio) for the control treatment (CT; no albumin addition) and optimized treatment (OT) were obtained. The results showed that only the whipping time variable (linear and quadratic effects) had significant influence (p < 0.05) on the foam density values. The foam stability was significantly influenced by the whipping time (p < 0.10) and albumin concentration (p < 0.10). The optimum foam formation conditions considering higher foam stability and lower density included a 4.5% albumin concentration and a 4.5 minutes of whipping time. The results of the drying curves showed that the foam formation with albumin significantly reduced (p < 0.05) the time necessary to reach moisture equilibrium during drying. The moisture equilibrium values were not significantly different (p > 0.05) among the treatments with foam application at the studied temperatures, but they were lower than the treatments without foam application.

Este trabalho foi realizado com o objetivo de otimizar a formulação de espuma da polpa de tomate e avaliar o processo de secagem através do método de camada de espuma, nas temperaturas de 60°C e 80°C. A otimização foi realizada analisando-se o efeito da concentração de albumina expressa em % e tempo de bateção expresso em minutos em relação às variáveis respostas densidade da espuma e estabilidade térmica da espuma, baseado no volume de espuma remanescente. Obteve-se a curva de secagem (razão de umidade versus tempo de secagem) para o tratamento controle (TC), sem adição de albumina, e o tratamento otimizado (TO). Os resultados mostraram que somente a variável tempo de bateção (efeito linear e quadrático) teve influência significativa (p < 0,05) nos valores de densidade de espuma. A estabilidade da espuma foi influenciada significativamente pelo tempo de bateção (p < 0,10) e concentração de albumina (p < 0,10). As condições ótimas de formação de espuma encontradas foram concentração de albumina de 4,5% e tempo de bateção de 4,5 minutos, considerando maior estabilidade de espuma e menor densidade. Os resultados das curvas de secagem mostraram que a formação de espuma com o uso de albumina reduziu significativamente (p < 0,05) o tempo para que se atingisse a umidade de equilíbrio durante a secagem. Os valores de umidade de equilíbrio não apresentaram diferença significativa (p > 0,05) entre os tratamentos com aplicação de espuma nas temperaturas estudadas, porém foram menores que os tratamentos sem aplicação de espuma.

Influência da concentração de NaCl e pH na extração de ricina em torta de mamona (Ricinus communis L.) e sua caracterização por eletroforese / Influence of NaCl and pH concentration on the extraction of ricin in castor bean (Ricinus communis L.) and its characterization by electrophoresis

A mamoneira (Ricinus communis L.) é uma oleaginosa de alto valor econômico pelo fato de apresentar um mercado bem definido para o óleo extraído de suas sementes. A torta, que é um resíduo desta extração, se destaca pelo alto teor em proteínas. Dentre as proteínas encontradas na torta destaca-se a ricina, uma citotoxina, que inviabiliza sua utilização como fonte protéica alternativa para alimentação animal. O presente trabalho tem como objetivo identificar um melhor tratamento experimental para a extração de ricina da torta de mamona, visando futuros estudos de perda de integridade da ricina, o que garantiria a inocuidade do produto. Para tanto, buscou-se identificar a solução de maior capacidade de extração de proteínas, empregando a metodologia de superfície de resposta. Um delineamento composto central rotacional foi elaborado a fim de verificar o melhor pH e concentração de NaCl para a extração. Dos cinco diferentes valores de pH (4,0; 4,6; 6,0; 7,4; 8,0) e concentração de NaCl (0,0M; 0,3M; 1,0M; 1,7M; 2,0M) utilizados, o tratamento associando fosfato de potássio 0,2M/NaCl 1,7M pH 7,4 foi escolhido como o melhor. A concentração de proteína extraída neste tratamento chegou a valores quatro vezes maiores que o encontrado no de mínima extração de proteína. Pela evidenciação do gel de eletroforese não houve extração preferencial de ricina nos tratamentos testados, entretanto etapas de purificação usando diálise e precipitação com sulfato de amônio, permitiram uma evidenciação melhor das duas cadeias polipeptídicas de ricina.

Castor bean (Ricinus communis L.) is an oilseed crop of high economic value due to the fact of presenting a clearly defined market for the oil extracted from its seeds. Castor cake, which is a residue of oil extraction, is at the moment receiving special attention because of its high protein content. However, among the proteins found in this cake it is observed the presence of ricin, a cytotoxin, which turns this seed dangerous to be used as an alternative protein source for animal feed. The present research has the objective of identifying the best experimental treatment for extraction of ricin from castor cake, with the aim of future studies of loss of ricin integrity, which would ensure the safety of the product. With this aim, it was initiated the search for a buffer of higher capacity of proteins extraction, using the response surface methodology. A central composite design was developed in order to determine the best pH and NaCl concentration for extraction. Of the five different pH values (4.0, 4.6, 6.0, 7.4, 8.0) and NaCl (0.0M, 0.3M, 1.0M, 1.7M, 2.0M) used, the treatment containing 0.2M potassium phosphate / 1.7M NaCl pH 7.4 was chosen as the best. The amount of protein extracted in this treatment reached values four times larger than the minimum found in other treatment studied. The electrophoresis analysis showed that there was no preferential extraction of ricin in the treatments; however purification steps using dialysis and precipitation with ammonium sulfate led to a better resolution of the two polypeptide chains presents in ricin.

Exo-polygalacturonase production by Bacillus subtilis CM5 in solid state fermentation using cassava bagasse / Produção de exo-poligalacturonase por Bacillus subtilis CM5 por fermentação em estado sólido empregando bagaço de mandioca

The purpose of this investigation was to study the effect of Bacillus subtilis CM5 in solid state fermentation using cassava bagasse for production of Exo-polygalacturonase (exo-PG). Response surface methodology was used to evaluate the effect of four main variables, i.e. incubation period, initial medium pH, moisture holding capacity (MHC) and incubation temperature on enzyme production. A full factorial Central Composite Design was applied to study these main factors that affected exo-PG production. The experimental results showed that the optimum incubation period, pH, MHC and temperature were 6 days, 7.0, 70 percent and 50ºC, respectively for optimum exo-PG production.

O objetivo desta investigação foi estudar a produção de exo-poligalacturonase (exo-PG) por Bacillus subtilis CM5 por fermentação em estado sólido empregando bagaço de mandioca. Empregou-se a metodologia de superfície de resposta para avaliar o efeito de quatro variáveis na produção da enzima: período de incubação, pH inicial do meio, MHC e temperatura de incubação. Os resultados experimentais mostraram que os ótimos de temperatura, período de incubação, MHC e temperatura para produção de exo-PG foram seis dias, 7,0, 70 por cento e 50ºC, respectivamente.

Production of alkaline protease from Cellulosimicrobium cellulans / Produção de protease alcalina porCellulosimicrobium cellulans

Cellulosimicrobium cellulans is one of the microorganisms that produces a wide variety of yeast cell walldegradingenzymes, β-1,3-glucanase, protease and chitinase. Dried cells of Saccharomyces cerevisiae were used as carbon and nitrogen source for cell growth and protease production. The medium components KH2PO4, KOH and dried yeast cells showed a significant effect (p<0.05) on the factorial fractional design. A second design was prepared using two factors: pH and percentage of dried yeast cells. The results showedthat the culture medium for the maximum production of protease was 0.2 g/l of MgSO4.7H2O, 2.0 g/l of(NH4)2SO4 and 8% of dried yeast cells in 0.15M phosphate buffer at pH 8.0. The maximum alkaline protease production was 7.0 ± 0.27 U/ml over the center point. Crude protease showed best activity at 50ºC and pH 7.0-8.0, and was stable at 50ºC.

Cellulosimicrobium cellulans é um microrganismo que produz uma variedade de enzimas que hidrolisam a parede celular de leveduras: β-1,3-glucanase, protease e quitinase. Célulasdesidratadas de Saccharomyces cerevisiae foram usadas como fonte de carbono e nitrogênio para o crescimento celular e produção de protease. Os componentes do meio de cultura: KH2PO4, KOH e células de levedura desidratadas mostraram efeitos significativos (p<0,05) no planejamento experimental fracionário. Um segundo planejamento foi preparado usandodois fatores: pH e porcentagem de células de levedura desidratadas. Os resultados mostraram que o meio de cultura para a produção máxima de protease foi 0,2 g/L de MgSO4.7H2O;2,0 g/L de (NH4)2SO4 e 8% de células de levedura desidratadas em tampão fosfato 0,15M e pH 8,0. A produção máxima de protease alcalina foi 7,0 ± 0,27 U/mL no ponto central. A proteasebruta apresentou atividade ótima a 50ºC e pH 7,0-8,0; e foi estável a 50ºC.

Glucosyltransferase production by Klebsiella sp. K18 and conversion of sucrose to palatinose using immobilized cells / Produção de glicosiltransferase por Klebsiella sp. K18 e conversão de sacarose em palatinose utilizando células imobilizadas

The strain Klebsiella sp. K18 produces the enzyme glucosyltransferase and catalyses the conversion of sucrose to palatinose, an alternative sugar that presents low cariogenicity. Response Surface Methodology was successfully employed to determine the optimal concentration of culture medium components. Maximum glucosyltransferase production (21.78 U mL-1) was achieved using the optimized medium composed by sugar cane molasses (80 g L-1), bacteriological peptone (7 g L-1) and yeast extract (20 g L-1), after 8 hours of fermentation at 28ºC. The conversion of sucrose to palatinose was studied utilizing immobilized cells in calcium alginate. The effects of the alginate concentration (2-4%), cell mass concentration (20-40%) and substrate concentration (25-45%) were evaluated and the yield of palatinose was approximately 62.5%.

A linhagem Klebsiella sp. K18 produz a enzima glicosiltransferase que catalisa a conversão de sacarose em palatinose, um açúcar alternativo que apresenta baixa cariogenicidade. Metodologia de Superfície de Resposta foi empregada com sucesso para determinar a concentração ótima dos componentes do meio de cultivo. A máxima produção deglicosiltransferase (21,78 U mL-1) foi obtida utilizando o meio de cultivo otimizado composto por melaço de cana de açúcar (80 g L-1), peptona bacteriológica (7 g L-1) e extrato de levedura (20 g L-1), após 8 horas de fermentação a 28ºC. A conversão desacarose em palatinose foi estudada utilizando células imobilizadas em alginato de cálcio. Os efeitos da concentração de alginato (2-4%), concentração de massa celular (20-40%) e concentração de substrato (25-45%) foram avaliados e a porcentagem de palatinose foi de aproximadamente 62,5%.

Modelagem matemática na avaliação do sinergismo da atividade antioxidante de compostos naturais aplicados em emulsões alimentícias / Synergism on antioxidant activity between natural compounds evaluated by mathematical models

O crescimento do mercado de alimentos funcionais e orgânicos, assim como a major conscientização do consumidor em relação aos efeitos tóxicos e mutagênicos de alguns aditivos artificiais, tem impulsionado a indústria a substituir compostos artificiais por naturais. emulsões alimentícias, como salsichas e maionese, são sistemas bifásicos altamente suscetíveis às reações de oxidação lipídica responsável pela degradação da coloração dos produtos e formação de off-flavors desagradáveis. Para retardar ou inibir a oxidação e aumentar o shelf life das emulsões, a indústria alimentícia faz use de compostos sintéticos artificiais. Desta forma, o objetivo deste estudo foi de, inicialmente, avaliar a atividade antioxidante de vinte e dois compostos (artificiais e naturais), classificando-os de acordo com a atividade antioxidante determinada através de cinco diferentes metodologias in vitro. As amostras foram classificadas em três clusters de acordo com os resultados expressos como equivalentes de trolox (TE) observados nos diferentes métodos. A aplicação das técnicas estatísticas multivariadas sugeriu que dentre os compostos que apresentaram major atividade antioxidante, a partir dos métodos DPPH, FRAP, TBARS e ORAC, foram acido cafeico, ácido carnósico, genisteína e resveratrol. Essa propriedade apresentou correlação significativa com o número de anéis fenólicos e estrutura catecólica presentes nessas moléculas. Baseando-se nessa classificação, e na hipótese de interações positivas para a resposta antioxidante foram selecionados três compostos hidrossolúveis (acido cafeico, acido carnósico e glutationa) e três lipossolúveis (quercetina, rutina e genisteína) para composição de duas misturas. A proporção de cada composto foi otimizada a partir da metodologia de superfície de resposta (MSR) avaliando-se a atividade antioxidante por três metodologias in vitro. A otimização do modelo polinomial sugeriu/ que as misturas contendo 47% de acido cafeico e 53% de acido carnósico...

The growth of the functional and organic food market combined with customer awareness about the toxicological and mutagenic effects observed in some artificial additives have stimulated the companies to replace artificial with natural compounds in the food formulation. Emulsions are biphasic systems that are highly susceptible to lipid oxidation which is able to cause damage to the color of products and the formation of undesirable bad flavors. In order to retard or inhibit the oxidation and extend the emulsions shelf-life companies have applied synthetic artificial compounds. Therefore, the objective of this study was to evaluate the antioxidant activity of twenty two compounds (artificial and natural) and classify them according to their antioxidant activity as measured by five different in vitro methodologies. The samples were classified into three clusters in function of their antioxidant activity expressed as Trolox equivalents (TE). The application of multivariate statistical techniques suggested that caffeic acid, carnosic acid, genistein and resveratrol showed greater antioxidant activity when evaluated by DPPH, FRAP, TBARS and ORAC methodologies. The antioxidant activity of these compounds showed a significant positive correlation with the number of phenolic rings and cathecol structures present in these molecules. Three hydrosolube compounds (caffeic acid, carnosic acid and gluthatione) and three liposoluble compounds (quercetin, rutin and genistein) were selected to prepare two assays based on the multivariate classification and on the hypothesis of positive interactions to the antioxidant response. The proportion of each compound in the mixture was optimized by the response surface methodology (RSM) on the results obtained from three in vitro methodologies. The optimization of the polynomial models suggested that mixtures containing 47% caffeic acid and 53% carnosic acid, or 67% quercetin and 33% rutin showed synergism making these mixtures...