Production of extracellular α-galactosidase by Bacillus sp. LX-1 in solid state fermentation for application as a potential feed additive / Producción de α-galactosidasa por Bacillus sp. LX-1 en fermentación en estado sólido para su aplicación como potencial aditivo alimenticio / Produção de α-galactosidase por Bacillus sp. LX-1 em fermentação em estado sólido para o uso como um potencial aditivo na alimentação

Background: α-galacto-oligosaccharides, including raffinose and stachyose, are present in soybean meal and used widely as a protein source in poultry diets. These compounds have anti-nutritive effects that ultimately reduce performance and value of birds. Thus, the addition of exogenous α-galactosidase to poultry diets -which can initiate the digestion of these non-digestible sugars- can be an effective strategy to solve the nutritional disorders associated with consumption of these oligosacharides. Solid state fermentation (SSF) has drawn attention for the production of microbial enzymes, due to the possibility of using cheap and abundant agro-industrial residues as substrates. Objective: to present information on α-galactosidase production under SSF conditions by an Antarctic bacterial isolate, Bacillus LX-1. Methods: initially, wheat bran, soybean meal, corn flour and the combinations of these individual substrates with nutritive supplements containing 1% galactose, 0.5% yeast extract, 1% tryptone, and 0.001% MnSO(4)4H2O were evaluated to select an optimal medium in SSF to produce extracellular α-galactosidase. Certain fermentation parameters involving incubation time, moisture content, and initial pH were investigated separately. Additional studies were conducted to evaluate the influence on enzyme production of different carbon sources (glucose, sucrose, galactose, lactose, and maltose) and nitrogen sources (peptone, tryptone, sodium nitrate and ammonium sulfate). Results: a medium containing soybean meal resulted in best α-galactosidase synthesis and was used for further SSF explorations with Bacillus sp. LX-1. Maximum enzyme production was observed at a growth period of 72 h, 75% moisture content and pH 8.0. Enzyme activity was enhanced in the presence of galactose or lactose as the carbon source, and tryptone or peptone as the nitrogen source. Conclusion: this SSF technique could be potentially used to produce α-galactosidase for poultry feed.

Antecedentes: los α-galacto-oligosacáridos, incluyendo rafinosa y estaquiosa, están presentes en la harina de soja, la cual es utilizada ampliamente como fuente de proteína en dietas de aves. Estos compuestos tienen efectos anti-nutricionales que reducen el rendimiento de las aves. La adición de α-galactosidasa exógena a dietas de aves puede iniciar la digestión de esos azúcares, resultando en una estrategia eficaz para resolver los desórdenes nutricionales asociados con el consumo de dichos oligosacáridos. La fermentación en estado sólido (SSF) se puede usar para producir enzimas microbianas, debido a la posibilidad de utilizar residuos agroindustriales abundantes y baratos como sustrato. Objetivo: informar sobre la producción de α-galactosidasas por una bacteria antártica (Bacillus LX-1) bajo condiciones de SSF. Métodos: se evaluaron salvado de trigo, harina de soja, harina de maíz y las combinaciones individuales de estos sustratos con suplementos nutritivos conteniendo 1% de galactosa, 0,5% de extracto de levadura, 1% de triptona y 0,001% de MnSO(4)4H2O para seleccionar un medio óptimo de SSF para producir α-galactosidasa extracelular. Ciertos parámetros de fermentación incluyendo tiempo de incubación, contenido de humedad, y pH inicial se evaluaron por separado. Se realizaron estudios adicionales para evaluar la influencia de diferentes fuentes de carbono (glucosa, sucrosa, galactosa, lactosa y maltosa) y de nitrógeno (peptona, triptona, nitrato de sodio y sulfato de amonio) sobre la producción enzimatica. Resultados: un medio con harina de soja resultó ser el mejor para la síntesis de α-galactosidasa y se utilizó para nuevas exploraciones de SSF con Bacillus sp. LX-1. La producción máxima de la enzima se observó en un periodo de crecimiento de 72 h, a 75% de humedad y pH 8,0. La actividad enzimática mejoró en presencia de galactosa o lactosa como fuente de carbono, y triptona o peptona como fuente de nitrógeno. Conclusión: la técnica de SSF podría ser utilizada para producir α-galactosidasa destinada a la alimentación de aves de corral.

Antecedentes: os α-galacto-oligossacarídeos, incluindo rafinose e estaquiose, estão presentes na farinha de soja, que é amplamente utilizado como uma fonte de proteína em dietas de aves domésticas. Estes compostos têm efeitos anti-nutricionais que reduzem o desempenho das aves. A adição de α-galactosidase exógena em dietas de aves pode começar a digerir estes açúcares, resultando em uma estratégia eficaz para resolver os problemas nutricionais associados com o consumo desses oligossacarídeos. A fermentação em estado sólido (SSF) pode ser usada para produzir enzimas microbianas, devido à possibilidade de utilização de resíduos agroindustriais como substrato abundante e barato. Objetivo: relatar a produção de α-galactosidase por uma bactéria da Antártida (Bacillus LX- 1) em SSF. Métodos: foram avaliados o farelo de trigo, farelo de soja, farelo de milho e combinações específicas destes substratos com suplementos nutricionais contendo 1% de galactose, 0,5% de extrato de levedura, 1% de triptona e 0,001% de MnSO(4)4H2O para selecionar um meio ideal de SSF para produzir extracelular α-galactosidase. Certos parâmetros de fermentação, incluindo tempo de incubação, teor de umidade e pH inicial foram avaliados separadamente. Estudos adicionais foram conduzidos para avaliar a influência de diferentes fontes de carbono (glucose, sacarose, galactose, lactose e maltose) e de azoto (peptona, triptona, nitrato de sódio e sulfato de amónio) na produção da enzima. Resultados: um meio com farelo de soja acabou por ser o melhor para a síntese de α-galactosidase e foi usado para uma maior exploração de SSF com Bacillus sp. LX - 1. A produção máxima da enzima foi observada em um período de crescimento de 72 h, 75% de humidade e pH 8,0. Melhoria da atividade enzimática na presença de galactose ou lactose como fonte de carbono e de triptona e peptona como fonte de azoto. Conclusão: A técnica da SSF poderia ser usada para produzir α-galactosidase para a alimentação de aves domésticas.

Efecto de la adición de harina de soja y concentrado proteico de suero de queso sobre la calidad del pan y la dializabilidad de minerales / Effect of the addition of soy flour and whey protein concentrate on bread quality and mineral dialyzability

En este trabajo se estudió el efecto de la incorporación de harina de soja y de concentrado proteico de suero de queso sobre las propiedades físicas de la masa y sobre la calidad del pan de molde. Se realizaron estudios farinográficos y alveográficos sobre las masas. Los panes fueron evaluados por sus atributos sensoriales a través de un panel entrenado y con relación a sus características nutricionales a través de puntaje químico, lisina disponible y disponibilidad potencial del hierro de fortificación y del zinc y calcio intrínsecos. La incorporación de harina de soja (HS) y de concentrado proteico de suero de queso (WPC) produjeron una importante modificación en las propiedades físicas de la masa. El agregado de WPC a un nivel de 6 por ciento de reemplazo, incrementó el puntaje químico del pan de 40.2 a 41.4, mientras que con 6 por ciento de harina de soja se elevó a 52.2. La mezcla de ambas fuentes proteicas (HS 6 por ciento + WPC 6 por ciento) permitió aumentar ese puntaje químico a 60.0 sin deterioro evidente de las características organolépticas de los panes. Además, la pérdida de lisina disponible que ocurrió con el WPC fue atenuada con la incorporación simultánea de harina de soja. El agregado de WPC si bien incrementó el aporte de Ca, disminuyó la disponibilidad de Fe y Zn. Este efecto negativo sobre el Fe fue superado por el agregado de promotores de la absorción de minerales, siendo el agregado del EDTA el más beneficioso. Por otra parte el agregado de harina de soja al 6 por ciento mejoró el aporte de proteínas sin perjudicar el de minerales.

The effects of the addition of soy flour and whey protein concentrate (WPC) on dough properties and mold bread quality were studied. Farinograph and alveograph were used to evaluate dough properties. Mold bread quality was evaluated by assessing sensory attributes using a trained panel and analyzing some nutritional characteristics, such as: protein chemical score, available lysine, and potential availability of fortified iron and also of the intrinsic calcium and zinc. Addition of soy flour and WPC caused significant changes on dough properties. Chemical score of bread was increased from 40.2 to 41.4 when 6 percent WPC was used, from 40.2 to 52.2 when 6 percent soy flour was added and up to 60.0 when substitution was made with 6 percent WPC plus 6 percent soy flour. This last improvement was obtained without impairing sensory attributes. The highest value of available lysine loss during baking, corresponded to the blend containing WPC, but it was reduced when WPC was used together with soy flour. WPC addition increased calcium content but reduced potential availability of iron and zinc. This negative effect on iron availability was overcome by adding mineral absorption promoters, being EDTA the most effective. On the other hand addition of 6 percent soy flour improved protein value without affecting mineral availability.

Efecto del mejoramiento proteico sobre los parámetros de calidad nutricional y sensorial de galletitas dulces (cookies): [revisión~] / Effect of increased protein content on nutritional and sensory quality of cookies: [review]

El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la incorporación de proteínas de suero caseario y de harina de soja sobre los parámetros de calidad de galletitas dulces (cookies). A partir de los resultados obtenidos se define una formulación con un contenido y calidad proteica superior a las formulaciones comerciales y con aceptable calidad sensorial. Se utilizó una formulación de galletitas para molde rotativo, adaptable al sistema de laminación y corte en planta piloto. Sobre la base de esta formulación se realizó el reemplazo parcial de harina de trigo por concentrado proteico de suero caseario y harina de soja. Se utilizó el método de superficie de respuesta para analizar la influencia de estos factores sobre: proteína total, lisina disponible por 16 gramos de nitrógeno total, lisina disponible por 100 gramos de muestra, pérdida de lisina disponible durante el procesamiento y puntaje en evaluación sensorial. El incremento del contenido de agua en la formulación tuvo como efecto un aumento de los valores de lisina disponible por provocar un retardo en el desarrollo de la reacción de Maillard, siendo el 23 por ciento su óptimo de utilización Los valores óptimos de reemplazos con harina de soja y concentrado proteico de suero caseario (CPSC) fueron de 13 por ciento y 3 por ciento respectivamente. Se concluye que la incorporación de harina de soja en galletitas dulces permite un aumento tanto del contenido proteico como de la calidad de la proteína resultante, mientras que, el agregado de CPSC produce un aumento del contenido proteico pero genera una importante disminución de la calidad de estas proteínas debido a la pérdida de disponibilidad de lisina.

The objective of this work was to study the effect of soy flour and whey protein concentrate (WPC) on cookies quality. An optimal recipe showing improved protein quality and content as well as acceptable sensory quality was defined taking into account the results obtained. Rotary moulded cookie formulation adaptable to lamination and cutting in pilot plant was used. Wheat flour from this formulation was partially replaced by whey protein concentrate and full fat soy flour. Second order models were employed to generate response surfaces for: total protein, lysine by 16 grams of total nitrogen, lysine by 100 grams of sample, loss of lysine during processing and sensory evaluation of cookies. We could obtain an effect on available lysine value when water content was increased in the formulation because a delay in the Maillard reaction. The optimal formulation contains 13 percent of full fat soy flour, 3 percent of whey protein concentrate and 23 percent of water. The results demonstrated that the protein content and the protein quality of the supplemented flours were increased when soy flour was added in the formulation of cookies. On other hand, protein content was increased but protein quality was decreased when WPC was used, because of available lysine loss.