Lentinus crinitus response to blue light on carbohydrate-active enzymes / Resposta de Lentinus crinitus à luz azul em enzimas ativas por carboidratos

Fungi are capable of sensing light from ultraviolet to far-red and they use light as a source of information about the environment anticipating stress and adverse conditions. Lentinus crinitus is a lignin-degrading fungus which produces laccase and other enzymes of biotechnological interest. The effect of blue light on fungal enzymatic activity has been studied; however, it has not been found studies on the effect of the blue light on carbohydrate-active enzymes and on mycelial biomass production of L. crinitus. We aimed to investigate carbohydrate-active enzymes activity and mycelial biomass production of L. crinitus cultivated under continuous illumination with blue light. L. crinitus was cultivated in malt extract medium in the dark, without agitation, and under continuous illumination with blue light-emitting diodes. The blue light reduced the total cellulase, pectinase and xylanase activities but increased the endoglucanase activity. Blue light reduced the mycelial growth of L. crinitus in 26% and the enzymatic activity-to-mycelial biomass ratio (U mg-1 dry basis) increased in 10% total cellulase, 33% endoglucanase, and 16% pectinase activities. Also, it is suggested that L. crinitus has a photosensory system and it could lead to new process of obtaining enzymes of biotechnological interest.

Fungos são capazes de sentir a luz com comprimentos de onda que variam do ultravioleta ao infravermelho e usam a luz como fonte de informação sobre o ambiente, antecipando condições adversas e de estresse. Lentinus crinitus é um fungo ligninolítico que produz lacase e outras enzimas de interesse biotecnológico. O efeito da luz azul na atividade enzimática de fungos já foi estudado, contudo, ainda não há estudos sobre o efeito da luz azul na produção de enzimas ativas sobre carboidratos (CAZymes, carbohydrate-active enzymes) e de biomassa micelial de L. crinitus. O objetivo deste estudo foi investigar a avitivade de CAZymes e a produção de biomassa micelial de L. crinitus cultivado sob iluminação continua com luz azul. L. crinitus foi cultivado em meio extrato de malte, sem agitação, na ausência de luz e sob luz continua fornecida por diodos emissores de luz azul. A luz azul reduziu a atividade de cellulase total, pectinase e xilanase, mas aumentou a atividade de endoglucanase. A luz azul reduziu o crescimento micelial de L. crinitus em 26% e aumentou a razão atividade enzimática/biomassa micelial (U mg-1 em base seca) de cellulase total em 10%, endoglucanase em 33% e pectinase em 16%. Além disso, sugere-se que L. crinitus possua um sistema fotossensorial que poderia ser explorado para a otimização de bioprocessos que visam a obtenção de enzimas de interesse biotecnológico.

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.

Uso de misturas químicas para a manutenção da firmeza de banana 'Prata' minimamente processada / Use of chemical mixtures for firmness maintenance of fresh-cut 'Silver' banana

A banana constitui interessante alternativa para compor saladas de frutas. No entanto, possui curta vida de prateleira após o processamento mínimo em razão da rápida perda da firmeza. Neste trabalho, objetivou-se avaliar o efeito da mistura química contendo cloreto de cálcio, ácido ascórbico e L-cisteína e/com o uso de atmosfera modificada ativa (10 kPa CO2 e 2 kPa O2), enfatizando a perda de firmeza sobre a qualidade e vida de prateleira de banana 'Prata' minimamente processada. O conteúdo de pectina solúvel e a por cento de solubilização aumentaram significativamente ao longo do período de conservação. A perda de firmeza e o aumento das atividades das enzimas poligalacturonase e pectinametilesterase apresentaram uma interação significativa entre os fatores estudados (Tratamento/Tempo). As fatias tratadas com misturas químicas permaneceram com boas características para o consumo por até 3 dias de conservação. Os tratamentos com injeção inicial de gases de forma isolada, ou junto ao tratamento com mistura química, não propiciaram maior retenção da firmeza de banana 'Prata' minimamente processada em relação ao tratamento contendo L-cisteína (1 por cento p/v) + ácido ascórbico (1 por cento p/v) + cloreto de cálcio (1 por cento p/v) na mistura química.

Banana constitutes an interesting alternative to make fruit salad. Nevertheless, they have short shelf life after cutting due to the fast loss of firmness. The objective of this work was to evaluate the effect of chemical mixtures containing calcium chloride, ascorbic acid and L-cysteine with the use of active modified atmosphere (10 kPa CO2 and 2 kPa O2), emphasizing the lost of firmness on the quality and shelf life of fresh-cut 'Silver' banana. Soluble pectin content and the percentage of solubilization increased significantly throughout the conservation period. The lost of firmness and the increase of pectinmethylesterase and polygalacturonase activities presented a significant interaction among the studied factors (treatment/time). The slices treated with chemical mixtures remained with good characteristics for consume until 3 days of conservation. The treatments with an isolated initial gas injection or together with the chemical mixture treatment didn't promote better firmness retention of fresh-cut 'Silver' banana in relation to the treatment containing 1 percent (w/v) L-cysteine + 1 percent (w/v) ascorbic acid + 1 percent (w/v) calcium chloride in the chemical mixture.

Modificações nas atividades da poligalacturonase e pectinametilesterase em morangos armazenados a temperatura ambiente / Modifications in the activities of poligalacturonase and pectinametilesterase in stored strawberries the ambient temperature

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar as modificações da poligalacturonase (PG) e da pectinametilesterase (PME) em morangos cultivados na região de Lavras, MG, e armazenados em temperatura ambiente. Foram utilizados morangos das cultivares 'Oso-grande', 'Toyorrinho' e 'Tudla'. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com 4 repetições, sendo os tratamentos arranjados em esquema fatorial (3X2), sendo 3 cultivares e 2 dias de análises (0 e 5 dias). A parcela experimental foi constituída por 10 frutos. Durante o armazenamento houve uma diminuição nos teores de pectina total e um aumento nos de pectina solúvel em todas as variedades analisadas. A atividade da PG e PME aumentaram com o período de armazenamento, independente da cultivar.

The objective of this research was to evaluate the modifications of the polygalacturonase (PG) and the pectinmethilesterase (PME) in strawberries cultivated in the region of Lavras, MG, and stored at room temperature. Strawberries of the research were used for plantation of 'Oso-grande', 'Toyorrinho' and 'Tudla'. The entirely randomized design with 4 replicates was used, being the treatments arranged in factorial (3x2), being 3 plantations and 2 days of analyses (0 and 5 days). The experimental parcel was consisted by 10 fruits. During the storage there was a reduction in the levels of total pectin and an increase in the ones of soluble pectin in all the analyzed varieties. With the period of storage the PG and PME activity grew, independent of the cultivar.

Novel process for the simultaneous extraction and degumming of banana fibers under solid-state cultivation

Various process parameters for the production of polygalacturonase by Streptomyces lydicus under solid-state fermentation were optimized. The optimum particle size of wheat bran for polygalacturonase production was in the range of 500-1000 µm. Initial moisture content of 70 percent was found to be the optimum for enzyme production. The most suitable inoculum size was 1.25 x 10(5) CFU/mL and the optimum incubation temperature was 30ºC. Addition of carbon sources resulted in 37 percent increase in enzyme yield (425 U/g), whereas no significant enhancement was obtained on nitrogen supplementation. Maximum enzyme yield was recorded at 72 h. When compared to the initial production medium (108.5 U/g), the enzyme yield was 3.9 fold after optimization. Solid-state fermentation was effectively employed to develop a novel process for the simultaneous extraction and degumming of banana fibers. Streptomyces lydicus was allowed to grow on wheat bran medium in which banana leaf sheath pieces were incorporated and the fiber bundles were separated after a two-step fermentative process.

Vários parâmetros de processo de produção de poligalacturonase por Streptomyces lydicus por fermentação em estado sólido foram otimizados. O tamanho ótimo de partícula de farelo de trigo para a produção de poligalacturonase esteve na faixa de 500 a 1000 mm. O teor inicial de umidade de 70 por cento foi o melhor para a produção da enzima. O inóculo inicial mais adequado foi de 1,25 x 10(5) UFC/mL e a temperatura ótima de incubação foi 30ºC. A adição de fontes de carbono resultou em aumento de 37 por cento no rendimento da enzima (425U/g), enquanto que a suplementação com nitrogênio não melhorou o rendimento. O rendimento máximo da enzima foi obtido em 72h. A otimização resultou em um aumento de 3,9 vezes na quantidade de enzima produzida inicialmente (108,5U/g). A fermentação em estado-sólido foi eficiente para o desenvolvimento de um novo processo de extração e simultânea degomagem. Streptomyces lydicus foi cultivado em meio de farelo de trigo acrescentado de fragmentos de folhas de banana, sendo os feixes de fibras separados após um processo de fermentação em dois passos.

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

Pectin lyase and polygalacturonase production by newly isolated Penicillium viridicatum strain Rfc3 was carried out by means of solid state fermentation using orange bagasse, corn tegument, wheat bran and mango and banana peels as carbon sources. The maximal activity value of polygalacturonase (Pg) (30U.g-1) was obtained using wheat bran as carbon source while maximal pectin lyase (Pl) (2000 U.g-1) activity value was obtained in medium composed of orange bagasse. Mixtures of banana or mango peels with sugar cane bagasse resulted in increased Pg and Pl production compared to fermentations in which this residue was not used. The mixture of orange bagasse and wheat bran (50%) increased the production of Pg and Pl to 55 U.g-1 and 3540 U.g -1 respectively. Fractions of Pg and Pl, isolated by gel filtration in Sephadex G50, presented optimum activity at pH 5.0 and 10.5 respectively. Maximal activity of Pg and Pl fractions was determined at 55ºC and 50ºC respectively. Pg was stable in neutral pH range and at 40ºC whereas Pl was stable in acidic pH and at 35ºC, for 1 h.

A produção de pectina liase (Pl) e poligalacturonase (Pg) por cepa de Penicillium viridicatum Rfc3, recentemente isolada, foi estudada por meio de fermentação em estado sólido usando bagaço de laranja, tegumento de milho, farelo de trigo e cascas de manga e banana como fontes de carbono. Quando os resíduos foram utilizados isoladamente, o valor máximo de atividade de Pg (30 U g-1) foi observado em meio de farelo de trigo, enquanto que o valor máximo para atividade de Pl (2000 U g-1) foi obtido em meio de bagaço de laranja. Misturas de cascas de banana ou de manga com bagaço de cana-de-açúcar (50% p/p), resultaram em aumento na produção tanto de Pl quanto de Pg, quando comparado com os experimentos nos quais esses materiais foram usados isoladamente. A mistura de bagaço de laranja e farelo de trigo (50%) elevou a produção de Pg e Pl para 55 U.g-1 e 3540 U.g-1, respectivamente. O fracionamento das enzimas presentes na solução enzimática bruta, através de filtração em gel Sephadex G50, resultou na obtenção de diferentes frações de Pl e de Pg. As frações de Pg e Pl, as quais foram caracterizadas, apresentaram atividade ótima em pH 5,0 e 10,5, respectivamente. A atividade máxima da fração de Pg foi obtida a 55ºC e, para Pl, a 50ºC. A Pg foi estável em valores de pH próximos à neutralidade e a 40ºC, enquanto que a Pl foi estável em pH ácido e a 35ºC, por uma hora.