ABSTRACT
Cookies are versatile foods that can supply specific needs and can be used as food vehicles to increase the intake of various nutrients. The objective was to create a gluten-free butter cookie based on rice flour (Oryza sativa). A central composite design 22 was used for analyzing the substitution of rice flour for bean flour (Phaseolus vulgaris, L.) (0-60%) and the substitution of butter for avocado puree (Persea americana) (0-100%). Response Surface Methodology were used to analyze the data with a significance of 10% (p<0.1) and a minimum R2 of 0.6. Variables analyzed were protein content (%), fat content (%), spread ratio, weight loss (%), water activity, moisture content (%), and ash content (%). Increases in the percentage of substitution of bean flour and avocado puree increased the amount of protein, ash, and moisture significantly. Fat content increased significantly following the decrease in avocado substitution. The minimum weight loss was obtained on intermediate values of bean flour. Water activity and spread ratio were not affected by changes in the variables measured. Three different formulas were obtained for the optimization: 46% bean flour and 86% of avocado puree, a formulation with an appropriate moisture range by reducing the lipid oxidation (59% bean flour and 82% avocado puree), and a formulation with 100% avocado (40% bean flour and 100% avocado puree). Sensory evaluation results of optimized treatments indicated that the formula with 46% bean flour and 86% avocado puree presented the highest global acceptance. Results from this study showcase the possibility of producing gluten-free cookies with good protein content.
Las galletas son alimentos versátiles que pueden suplir necesidades específicas y ser utilizados como vehículos para aumentar la ingesta de distintos nutrientes. El objetivo fue elaborar galletas de mantequilla libres de gluten a base de harina de arroz. Se realizó un diseño central compuesto 22 donde se estudió la sustitución parcial de harina de arroz por harina de frijol (Phaseolus vulgaris, L.) (0-60%) y la sustitución de la mantequilla por puré de aguacate (Persea americana) (0-100%). Los resultados fueron analizados por la Metodología de Superficie de Respuesta con un nivel de significancia del 10% (p<0.1) y con un mínimo R2 de 0.6. Las variables de respuesta fueron: proteína (%), grasa (%), diámetro/altura, pérdida de peso (%), humedad (%) y cenizas (%). A valores altos de las dos variables estudiadas la cantidad de proteína, de cenizas y de humedad aumentó significativamente. La cantidad de grasa se incrementó al utilizar bajos niveles de puré de aguacate. Los menores valores de pérdida de peso se obtuvieron en niveles intermedios de harina de frijol. La relación diámetro/altura no fue afectada por las variables estudiadas. Al optimizar se obtuvieron 3 formulaciones diferentes: 46% de harina de frijol y 86% puré de aguacate; 59% de frijol y 82% de puré de aguacate y otra (no estadística) 40% de frijol y 100% de puré de aguacate. Los resultados del análisis sensorial de las muestras optimizadas indicaron que la formulación con mayor aceptación global fue la elaborada con 46% de harina de frijol y 86% de puré de aguacate, concluyendo que es posible elaborar una galleta libre de gluten y con una adecuada cantidad de proteína.
ABSTRACT
Abstract Using Response Surface Methodology (RSM) we evaluated the culture conditions (nitrogen source, carbon source, pH and agitation rate) that increase the biomass of Acidocellafaalis strain USBA-GBX-505 and therefore enhance the production of its lipolytic enzyme, 505 LIP. RSM results revealed that yeast extract and agitation were key culture factors that increased the growth-associated lipolytic activity by 4.5-fold (from 0.13 U.mg-1 to 0.6 U.mg-1). The 505 LIP lipase was partially purified using size-exclusion chromatography and ion-exchange chromatography. Its molecular weight was >77 kDa. The enzyme shows its optimum catalytic activity at 55 °C and pH 7.5. EDTA, PMSF, 1-butanol and DMSO inhibited enzymatic activity, whereas Tween 20, acetone, glycerol and methanol increased it. Metallic ions are not required for the activity of 505 LIP, and even have an inhibitory effect on the enzyme. This study shows the potential use of A. facilis strain USBA- GBX-505 for the production of a newly identified lipolytic enzyme, 505 LIP, which is stable at moderate temperatures and in the presence of organic solvents. These are important characteristics for the synthesis of many useful products.
Resumen Por medio de la Metodología de Respuesta de Superficie (RSM) evaluamos las condiciones de cultivo (fuente de N, fuente de C, pH y tasa de agitación) que incrementan la biomasa de Acidocella facilis cepa USBA-GBX-505 y, como consecuencia, la producción de su enzima lipolítica, llamada 505 LIP. Los resultados de la RSM revelaron que el extracto de levadura y la agitación fueron factores de cultivo claves, que incrementaron de 4 a 5 veces la actividad lipolítica asociada al crecimiento (de 0.13 U.mg-1 a 0.6 U.mg-1). La lipasa 505 LIP se purificó parcialmente usando cromatografía de exclusión por tamaño y cromatografía de intercambio iónico. Su peso molecular fue > 77 kDa. La enzima muestra su actividad catalítica óptima a 55 °C y pH 7.5. El EDTA, el PMSF, el 1-butanol y el DMSO inhibieron la actividad enzimática, mientras que el Tween 20, la acetona, el glicerol y el metanol la incrementaron. La enzima 505 LIP no requiere iones metálicos para su actividad, e incluso se inhibe en presencia de ellos. Este estudio muestra el uso potencial de A. facilis cepa USBA-GBX-505 para la producción de una nueva enzima lipolítica, 505 LIP, que es estable a temperaturas moderadas y en la presencia de solventes orgánicos. Estas son características importantes en la síntesis de muchos productos útiles.
Resumo Utilizando a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) avaliamos as condições de cultivo (fontes de nitrogénio e carbono, pH e taxa de agitação) que aumentam a biomassa de Acidocella facilis cepa USBA-GBX-505, e, portanto, elevam a produção de sua enzima lipolítica 505 LIP. Os resultados da MSR revelaram que o extrato de levedura e a agitação foram fatores de cultivo chave que permitiram aumentar 4 a 5 vezes a atividade lipolítica associada ao crescimento (de 0,13 U.mg-1 a 0,6 U.mg-1). A lipase 505 LIP foi parcialmente purificada utilizando cromatografia por exclusão de tamanho e cromatografia de intercambio iónico. Seu peso molecular foi > 77 kDa. A enzima mostra sua atividade catalítica ótima a 55 °C e pH 7,5. EDTA, PMSF, 1-butanol e DMSO inibiram a atividade enzimática, enquanto que Tween 20, acetona, glicerol e metanol aumentaram esta atividade. Íons metálicos não são necessários para a atividade da 505 LIP, apresentando inclusive efeito inibitório da enzima. Este estudo demonstra o potencial uso de A. facilis cepa USBA-GBX-505 para a produção de uma nova enzima lipolítica, 505 LIP, a qual é estável a moderadas temperaturas e na presença de solventes orgánicos. Estas características são importantes para a síntese de diversos produtos úteis.