Yeasts in native fruits from Brazilian neotropical savannah: occurrence, diversity and enzymatic potential / Leveduras em frutos nativos do Cerrado: ocorrência, diversidade e potencial enzimático

Cerrado is the second largest phytogeographic domain in Brazil, with a huge ethnobotany variety, including fruit species that stand out for their economic, industrial, biotechnological and medicinal potential. The objective of this study was to characterize the diversity of culturable yeasts and their potential for the production of hydrolytic enzymes in fruits of 13 species of native plants of the Cerrado in Brazil. Sequencing the 26S rRNA gene identified the isolates. The enzymatic potential was evaluated using specific substrates for the enzymes amylases, cellulases, proteases, and pectinases. Nine of the 13 fruit species analyzed showed yeast growth, totaling 82 isolates, identified in 26 species. The phylum Ascomycota predominated over Basidiomycota. The fruits of Butia capitata presented the highest species richness. Candida and Meyerozyma were the most frequent genera. About 57% of the isolates were able to produce at least one of the enzymes analyzed. The species Papiliotrema flavescens, Hanseniaspora meyeri, Meyerozyma guilliermondii, and Rhodotorula mucilaginosa produced all the enzymes tested. The results were found to expand the knowledge about the yeast communities present in fruits of the Cerrado native plants, evidencing the presence of species shared among the plants, and their potential for biotechnological use in the future.

O Cerrado é o segundo maior domínio fitogeográfico do Brasil, com grande variedade etnobotânica, incluindo espécies frutíferas que se destacam por seu potencial econômico, industrial, biotecnológico e medicinal. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a diversidade de leveduras cultiváveis e seu potencial para a produção de enzimas hidrolíticas em frutos de 13 espécies de plantas nativas do Cerrado brasileiro. O sequenciamento do gene 26S rRNA identificou os isolados. O potencial enzimático foi avaliado utilizando substratos específicos para as enzimas amilases, celulases, proteases e pectinases. Nove das 13 espécies de frutos analisadas apresentaram crescimento de levedura, totalizando 82 isolados, identificados em 26 espécies. O filo Ascomycota predominou sobre Basidiomycota. Os frutos de Butia capitata apresentaram a maior riqueza de espécies. Candida e Meyerozyma foram os gêneros mais frequentes. Cerca de 57% dos isolados foram capazes de produzir pelo menos uma das enzimas analisadas. As espécies Papiliotrema flavescens, Hanseniaspora meyeri, Meyerozyma guilliermondii e Rhodotorula mucilaginosa produziram todas as enzimas testadas. Os resultados encontrados ampliam o conhecimento sobre as comunidades de leveduras presentes nos frutos das plantas nativas do Cerrado, evidenciando a presença de espécies compartilhadas entre as plantas, e seu potencial para uso biotecnológico no futuro.

Bioprospecting Aspergillus section Nigri in Atlantic Forest soil and plant litter / Bioprospecção de Aspergillus seção Nigri em solo e serrapilheira da Mata Atlântica

The use of fungi as a source of enzymes has become widespread in various industrial and commercial areas, and Aspergillus section Nigri has significant potential for producing enzymes. The aim of this study was to isolate Aspergillus section Nigri from plant litter and soil from the Atlantic Forest biome and evaluate it with regards to hydrolytic enzyme production. The trials for producing the enzymes were carried out in Petri dishes, using different culture mediums adapted for microbial growth and with the respective substrates for inducing enzyme production - cellulase (carboxymethyl cellulose), protease (skimmed milk), amylase (soluble starch), pectinase (citrus pectin), and phytase (Pikovskaya medium). Forty-two fungi were isolated, 16.7% derived from the plant litter layer and 83.3% derived from soil at a depth of 0 to 5 cm and 5 to 10 cm. All of the isolated lineages presented amylase, protease, and phytase production, with 90.4% producing cellulase and no lineage producing pectinase. From the results, the significant potential for Atlantic Forest fungi as hydrolytic enzyme producers could be perceived. The enzymatic activity evaluations presented a satisfactory result when compared with the scientific literature.(AU)

A utilização dos fungos como fonte de enzimas vem adquirindo status de destaque nas mais variadas áreas industriais e comerciais, e os Aspergillus membros da seção Nigri possuem significativo potencial para produção de enzimas. Os objetivos deste estudo foram isolar e avaliar Aspergillus da seção Nigri de serrapilheira e solos do bioma Mata Atlântica quanto à produção de enzimas hidrolíticas. Os ensaios para produção das enzimas foram realizados em placas de Petri, utilizando diferentes meios de cultivo, adequados ao crescimento microbiano e com a presença dos respectivos substratos indutores à produção das enzimas - celulases (carboximetilcelulose), proteases (leite desnatado), amilases (amido solúvel), pectinases (pectina cítrica) e fitase (meio Pikovskaya). Foram isolados 42 fungos, sendo desse total 16,7% provenientes da camada de serrapilheira e 83,3% provenientes do solo na profundidade de 0 a 5 cm e 5 a 10 cm. Todas as linhagens isoladas apresentaram produção de amilases, protease e fitase, 90,4% produziram celulase, e nenhuma linhagem produziu pectinase. Com esses resultados, percebeu-se significativo potencial dos fungos da Mata Atlântica como produtores de enzimas hidrolíticas. As avaliações da atividade enzimática apresentaram resultado satisfatório quando comparados à literatura científica.(AU)

A degradação do amido da banana depende da ação combinada de α-amilase e ß-amilase em regiões de diferentes graus de cristalinidade do grânulo / The banana starch degradation depends on the combined action of α-amylase and ß-amylase in regions of different degrees of crystallinity of the granules

A banana é considerada um bom modelo de estudo para a transformação amido-sacarose, já que acumula um teor alto de amido durante o desenvolvimento, que é degradado durante o amadurecimento. Já foram detectadas em polpa de banana atividade e proteína relativa a várias enzimas supostamente envolvidas no processo de degradação do amido. Entre elas, a α-amilase, a ß-amilase, a amido fosforilase e as glucano-água-diquinases (GWD). Estas enzimas estão envolvidas em dois processos distintos de degradação de amido em plantas: o dependente da ação inicial da α-amilase e o dependente da fosforilação do grânulo pela GWD e PWD e posterior ação da ß-amilase. A dificuldade do estabelecimento da participação efetiva de cada enzima no processo de degradação do amido está associada a muitos fatores, entre eles a não-correlação entre atividade e real envolvimento em um processo, e a acessibilidade da enzima ao seu substrato. Aliado ao estudo da morfologia do grânulo de amido e suas modificações sofridas durante o processo de degradação que ocorre durante o amadurecimento do fruto, estudos in vitro que simulem a ação da enzima sobre o seu substrato poderiam ser mais efetivos no estabelecimento da real ação de dada enzima sobre o suposto substrato. Tentativas no sentido de obter as proteínas relativa à degradação não foram bem sucedidas. Assim, os ensaios de grânulos de amido isolados versus enzimas foram feitos com α-amilase e ß-amilase comerciais. O grau de fosforilação da amilopectina nas posições Glic-6 e Glic-3 foi determinado, condição necessária para o início da degradação do grânulo pela ß-amilase. Os resultados mostraram que os grânulos de amido isolados de bananas recém colhidas, ou verdes, já estão fosforilados e as enzimas responsáveis por esta fosforilação estão associadas aos grânulos. Após 72 h de incubação dos grânulos de amido com as enzimas hidrolítica, os grânulos foram separados do tampão contendo as enzimas e os produtos de hidrólise. Os sobrenadantes foram analisados por cromatografia líquida acoplada a detector amperométrico e os grânulos por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e microscopia de força atômica (MFA). Os resultados mostraram que a α-amilase hidrolisa preferencialmente regiões amorfas dos grânulos, com predominância de amilose, expondo as regiões mais cristalinas dos anéis de crescimento, enquanto que a ß-amilase parece atuar preferencialmente nas regiões cristalinas dos grânulos, degradando os bloquetes, que são formados por amilopectina. Pode-se concluir que ambas as enzimas parecem ser importantes no processo de degradação do amido da banana, com diferentes especificidades

Banana is considered a good model to study the starch-sucrose metabolism, since it accumulates a high starch content during development, which is degraded during fruit ripening. It have been detected in banana pulp some proteins and activities of several enzymes supposedly involved in starch degradation process. Among them, α-amylase, ß-amylase, starch phosphorylase and glucan-water-diquinases (GWD). These enzymes are involved in two separate processes of starch degradation in plants: the initial action of α-amylase dependent, and the starch granule phosphorylation by GWD and PWD enzymes and subsequent action of ß-amylase. The difficulty of establishing the effective participation of each enzyme in the starch degradation process is associated with many factors, including the lack of correlation between real activity and involvement in the process, and accessibility of the enzyme to its substrate. Allied to study the morphology of the starch granule and its modifications suffered during the process of degradation, which occurs during the fruit ripening, in vitro studies that simulate the action of the enzyme on its substrate could be more effective in establishing the real action of a given enzyme on the argued substrate. However, attempts to obtain the proteins related to the degradation process were unsuccessful. Thus, assays of isolated starch granules versus enzymes were made with commercial α-amylase and ß-amylase enzymes. The degree of phosphorylation of amylopectin in the Gluc-6 and Gluc-3 positions was determined, a necessary condition for the start of degradation by ß-amylase enzyme. The results showed that the starch granules isolated from freshly harvested bananas, or green, are already phosphorylated and the enzymes responsible for this phosphorylation is associated with the starch granules surface. After 72 h incubation of the starch granules with the hydrolytic enzymes, the granules were separated from the buffer containing the enzymes and the hydrolysis products. The supernatants were analyzed by liquid chromatography coupled with amperometric detector and the granules were visualized by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The results showed that the α-amylase preferentially hydrolyzes amorphous regions of the granule, especially amylose, exposing more crystalline regions of the growth rings, whereas ß-amylase appears to act preferentially on crystalline regions of the granule, degrading blocklets that consist of amylopectin. It can be concluded that both enzymes appear to be important in the banana starch degradation process, with different specificities

Evaluation of hollocelulase production by Lentinula edodes (Berk.) Pegler during the submerged fermentation growth using RSM / Avaliação da produção de enzimas holocelulolíticas por Lentinula edodes (Berk.) Pegler durante o crescimento em fermentação submersa usando MSR

The cellulase proteins have a great importance in the enzymatic hydrolysis of woody biomass. Despite of costs being a major concern, it has been a stimulus to study basidiomycetes biochemical properties which degrade lignocellulosic material and have prompted the processes' study for obtaining cellulolytic enzymes in fungi. The objective of this research was to evaluate the effects of the initial nitrogen content on (ammonium sulfate) and on sugar cane bagasse, which hereby, acts as an inducer of hydrolytic enzymes to produce cellulases and xylanases, using three Lentinula edodes (Berk.) Pegler strains as a transformation agent. A factorial design with 22 replications in the central point was conducted, varying concentrations of ammonium sulfate and sugar cane bagasse. The submerged cultures carried out in synthetic culture medium and incubated at 25°C for 7 days on an orbital shaker at 150 rpm. The total protein and cellulase activity as endoglucanase, exoglucanase and β-glucosidase and the xylanase was also determined. The results showed that the production of hydrolytic enzymes was stimulated by the presence of high concentrations of sugar cane bagasse (30g/L), characterizing it as an inducer due to the demonstrated proportional relationship. Thus, ammonium sulfate acted as a reducing agent in the synthesis of enzymes, being the low concentrations (0.1g/L) indicated for the enzyme production system under study. Among the studied strains, the EF52 showed higher activity for xylanase, endoglucanases, β-glucosidase and also protein.

As celulases são proteínas de grande importância na hidrólise enzimática de biomassa florestal. No entanto, seu custo elevado tem estimulado o estudo de processos de obtenção de enzimas celulolíticas por fungos filamentosos, tais como os basidiomicetos que apresentam propriedades bioquímicas para degradação de material lignocelulósico. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do teor inicial de nitrogênio (sulfato de amônia) e de um indutor de enzimas hidrolíticas (bagaço de cana de açúcar) na produção de xilanases e celulases utilizando três isolados de Lentinula edodes (Berk.) Pegler como agente de transformação. Foi realizado um planejamento fatorial 22 com repetição no ponto central, variando as concentrações de sulfato de amônia e bagaço de cana de açúcar. O cultivo submerso realizado em meio de cultivo sintético e incubado a 25°C por 7 dias em agitador orbital a 150 rpm. Foram determinados o teor de proteínas totais e a atividade de celulase como: endoglucanase, exoglucanase e β-glucosidase e ainda xilanase. Os resultados demonstraram que a produção das enzimas hidrolíticas foi estimulada pela presença de alta concentração de bagaço de cana (30g/L), caracterizando-o como agente indutor devido à relação de proporcionalidade demonstrada. Por sua vez, o sulfato de amônio atuou como redutor da síntese de enzimas, sendo as baixas concentrações (0,1g/L) indicadas para o sistema de produção das enzimas em estudo. Quanto às linhagens, a EF52 mostrou maior atividade para xilanase, endoglucanases, β-glucosidase e proteínas.

Comportamento respiratório e amaciamento de graviola (Annona muricata L. ) Após tratamentos pós-colheita com cera e 1-metilciclopropeno / Respiratory behavior and softening of soursop fruit (Annona muricata L. ) after postharvest treatments with wax and 1-methylcyclopropene

Avaliou-se o efeito da aplicação pós-colheita de 1-metilciclopropeno (1-MCP) e cera sobre o comportamento respiratório e as mudanças bioquímicas associadas ao amaciamento de graviola 'Morada', durante o armazenamento refrigerado. Os frutos, produzidos em Limoeiro do Norte-Ceará, foram colhidos na maturidade fisiológica. Os tratamentos utilizados foram: controle, 200 nL.L-1 de 1-MCP, pulverização com cera Fruit wax® e pulverização com Fruit wax® seguida da aplicação de 200 nL.L-1 de 1-MCP. Os frutos foram armazenados por 0, 4, 8, 11, 13 e 15 dias, a 15,4±1,1ºC e 86±7 por cento UR. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, em fatorial 4x6, com quatro repetições. A partir do quarto e até o oitavo dia, observou-se intensa atividade metabólica, acompanhada por rápida degradação de amido e aumento da atividade da -galactosidase. Os tratamentos pós-colheita atrasaram ou reduziram a respiração e a produção de etileno. O amaciamento foi mais lento nos frutos tratados, principalmente entre o quarto e o oitavo dias. O tratamento cera+1-MCP reduziu temporariamente a atividade da poligalacturonase e manteve estável a da amilase. Entretanto, a cera foi o tratamento mais eficiente porque preservou a aparência por até treze dias.

The effect of postharvest application of 1-methylcylopropene (1-MCP) and wax on respiratory behavior and biochemical changes was evaluated regarding the softening of soursop fruit 'Morada', during refrigerated storage. Fruits produced in Limoeiro do Norte, State of Ceara, Brazil, were harvested at the physiological maturity stage. The treatments were: control, 200 nL.L-1 of 1-MCP, Fruit wax® sprayed on fruits, and Fruit wax® sprayed on fruits followed by application of 200 nL.L-1 of 1-MCP. The fruits were stored during 0, 4, 8, 11, 13 and 15 days, at 15.4±1.1ºC and 86±7 percent RH. A completely randomized experimental design was used, with a 4x6 factorial and four replications. From the fourth day to the eighth day, an intense metabolic activity was observed, as well as a fast starch breakdown and an increase in -galactosidase activity. Postharvest treatments delayed or reduced respiration and ethylene production. Softening was slower in treated fruits mainly between the fourth and the eighth day. The treatment wax coating+1-MCP temporarily reduced polygalacturonase activity and kept amylase activity stable. However, wax was the most efficient treatment because it maintained the appearance during thirteen days.

Produção de fatores de virulência in vitro por espécies patogênicas do gênero Candida / Production of virulence factors in vitro by pathogenic species of the genus Candida

Avaliou-se, in vitro, a capacidade de crescimento em 39ºC e 42ºC, a produção de enzimas hidrolíticas e a atividade hemolítica de 21 cepas clínicas e de referência de sete espécies de Candida spp, Candida dubliniensis e Candida krusei demonstraram menor potencial de virulência e Candida albicans maior.

The growth capacity at 39ºC and 42ºC, production of hydrolytic enzymes and hemolytic activity of 21 clinical and reference strains of seven species of Candida spp were evaluated in vitro.Candida dubliniensis and Candida krusei demonstrated lower virulence potential and Candida albicans higher potential.

Diversity and effectiveness of tropical mangrove soil microflora on the degradation of polythene carry bags

The diversity and load of heterotrophic bacteria and fungi associated with the mangrove soil from Suva, Fiji Islands, was determined by using the plate count method. The ability of the bacterial isolates to produce various hydrolytic enzymes such as amylase, gelatinase and lipase were determined using the plate assay. The heterotrophic bacterial load was considerably higher than the fungal load. There was a predominance of the gram positive genus, Bacillus. Other genera encountered included Staphylococcus, Micrococcus, Listeria and Vibrio. Their effectiveness on the degradation of commercial polythene carry bags made of high density polyethylene (HDPE) and low density polyethylene (LDPE) was studied over a period of eight weeks in the laboratory. Biodegradation was measured in terms of mean weight loss, which was nearly 5 % after a period of eight weeks. There was a significant increase in the bacterial load of the soil attached to class 2 (HDPE) polythene. After eight weeks of submergence in mangrove soil, soil attached to class 1 and class 3 polythene mostly had Bacillus (Staphylococcus predominated in class 2 polythene). While most of the isolates were capable of producing hydrolytic enzymes such as amylase and gelatinase, lipolytic activity was low. Class 2 HDPE suffered the greatest biodegradation. Rev. Biol. Trop. 55 (3-4): 777-786. Epub 2007 December, 28.

Se determinó la diversidad y la carga de bacterias heterotróficas, así como los hongos asociados al suelo del manglar de Suva, Islas Fiji, utilizando el método de conteo de placas, usado también para medir la capacidad de bacterias aisladas para producir enzimas hidrolíticas como amilasa, gelatinasa y lipasa. La carga bacteriana heterotrófica resultó ser considerablemente más alta que la carga funguicida. Hubo predominancia de bacterias "Gram-positivas" del género de Bacillus. Otros géneros encontrados fueron Staphylococcus, Micrococcus, Listeria y Vibrio. La eficacia de esta microflora en la degradación del polietileno comercial de bolsas hechas de polietileno de alta densidad (HDPE) y de baja densidad (LDPE) fue estudiada en el laboratorio por un periodo de ocho semanas. La biodegradación fue medida en términos de pérdida de peso, la cual indicó una disminución del 5 %. Después de ocho semanas en el suelo de un manglar, el polietileno clase 1 y clase 3 contenía fundamentalmente Bacillus, pero en el polietileno clase 2 predominó el género Staphylococcus. Mientras que la mayoría de bacterias aisladas fueron capaces de producir enzimas hidrolíticas como la amilasa y la gelatinasa, la actividad lipolítica fue muy baja. La clase 2 (HDPE) experimentó la mayor biodegradación.