Obtainment and characterization of digestive aspartic proteases from the fish Caranx hippos (Linnaeus, 1766) / Obtenção e caracterização de proteases aspárticas digestórias do peixe Caranx hippos (Linnaeus, 1766)

This work aimed to obtain aspartic proteases of industrial and biotechnological interest from the stomach of the crevalle jack fish (Caranx hippos). In order to do so, a crude extract (CE) of the stomach was obtained and subjected to a partial purification by salting-out, which resulted in the enzyme extract (EE) obtainment. EE proteases were characterized physicochemically and by means of zymogram. In addition, the effect of chemical agents on their activity was also assessed. By means of salting-out it was possible to obtain a purification of 1.6 times with a yield of 49.4%. Two acid proteases present in the EE were observed in zymogram. The optimum temperature and thermal stability for EE acidic proteases were 55 ºC and 45 °C, respectively. The optimum pH and pH stability found for these enzymes were pH 1.5 and 7.0, respectively. Total inhibition of EE acid proteolytic activity was observed in the presence of pepstatin A. dithiothreitol (DTT) and Ca2+ did not promote a significant effect on enzyme activity. In the presence of heavy metals, such as Al3+, Cd2+ and Hg2+, EE acidic proteases showed more than 70% of their enzymatic activity. The results show that it is possible to obtain, from the stomach of C. hippos, aspartic proteases with high proteolytic activity and characteristics that demonstrate potential for industrial and biotechnological applications.

Este trabalho objetivou obter proteases aspárticas de interesse industrial e biotecnológico a partir do estômago do peixe xaréu (Caranx hippos). Para isso, foi obtido um extrato bruto do estômago, o qual foi submetido a uma purificação parcial por salting-out onde se obteve o extrato enzimático (EE). As proteases do EE foram caracterizadas físico-quimicamente e através de zimograma. Além disso, o efeito de agentes químicos sobre sua atividade também foi avaliado. Através de salting-out foi possível obter uma purificação de 1,6 vezes com rendimento de 49,4%. Foram observadas duas proteases ácidas presentes no EE através de zimograma. A temperatura ótima e a estabilidade térmica para as proteases ácidas do EE foram de 55 ºC e 45 °C, respectivamente. O pH ótimo e a estabilidade ao pH encontrados para estas enzimas foram o pH 1,5 e 7,0, respectivamente. Observou-se a inibição total da atividade proteolítica ácida do EE na presença de pepstatina A. O ditiotreitol (DTT) e o Ca2+ não promoveram efeito significativo na atividade enzimática. Na presença de metais pesados, como Al3+, Cd2+ e Hg2+, o EE manteve mais de 70% de atividade enzimática do EE. Os resultados mostram que é possível obter, a partir do estômago de C. hippos, proteases aspárticas com alta atividade proteolítica e características que demonstram potencial para aplicações industriais e biotecnológicas.

Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833) stomach: a source of aspartic proteases for industrial and biotechnological applications / Estômago de Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833): uma fonte de proteases aspárticas para aplicações industriais e biotecnológicas

The viscera and other residues from fish processing are commonly discarded by the fishing industry. These byproducts can be a source of digestive enzymes with industrial and biotechnological potential. In this study, we aimed at the extraction, characterization, and application of acidic proteases from the stomach of Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833). A crude extract from the stomachs was obtained and submitted to a partial purification process by salting-out, which obtained a Purified Extract (PE) with a specific proteolytic activity of 54.0 U·mg-1. A purification of 1.9 fold and a yield of 41% were obtained. The PE presents two isoforms of acidic proteases and a maximum proteolytic activity at 45 °C and pH 2.0. The PE acidic proteolytic activity was stable in the pH range of 1.5 to 7.0 and temperature from 25 °C to 50 °C. Purified Extract kept 35% of its proteolytic activity at the presence of NaCl 15% (m/v) but was totally inhibited by pepstatin A. Purified Extract aspartic proteases presented high activity in the presence of heavy metals such as Cd2+, Hg2+, Pb2+, Al3+, and Cu2+. The utilization of PE as an enzymatic addictive in the collagen extraction from Nile tilapia scales has doubled the process yield. The results indicate the potential of these aspartic proteases for industrial and biotechnological applications.

As vísceras e outros resíduos do processamento de peixes são geralmente descartados pela indústria pesqueira. Esses resíduos podem ser uma fonte de enzimas digestivas com potencial industrial e biotecnológico. Neste estudo, objetivamos a extração, caracterização e aplicação de proteases aspárticas do estômago de Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833). Um extrato bruto do estômago foi obtido e submetido a um processo de purificação parcial, que obteve um Extrato Purificado (EP) com uma atividade proteolítica específica de 54,0 U·mg-1. Foi obtida uma purificação de 1,9 vezes e um rendimento de 41%. O EP apresenta duas isoformas de proteases ácidas e atividade proteolítica máxima a 45 °C e pH 2,0. A atividade proteolítica do EP foi estável na faixa de pH de 1,5 a 7,0 e temperatura de 25 °C a 50 °C. O EP manteve 35% de sua atividade proteolítica na presença de NaCl a 15% (m/v), mas foi totalmente inibida pela pepstatina A. As proteases ácidas do EP apresentaram alta atividade na presença de metais pesados como o Cd2+, Hg2+, Pb2+, Al3+ e Cu2+. A utilização de EP como aditivo enzimático na extração de colágeno a partir de escamas de tilápia do Nilo dobrou o rendimento do processo. Os resultados indicam um potencial dessas proteases para aplicações industriais e biotecnológicas.

Obtainment and characterization of digestive aspartic proteases from the fish Caranx hippos (Linnaeus, 1766) / Obtenção e caracterização de proteases aspárticas digestórias do peixe Caranx hippos (Linnaeus, 1766)

This work aimed to obtain aspartic proteases of industrial and biotechnological interest from the stomach of the crevalle jack fish (Caranx hippos). In order to do so, a crude extract (CE) of the stomach was obtained and subjected to a partial purification by salting-out, which resulted in the enzyme extract (EE) obtainment. EE proteases were characterized physicochemically and by means of zymogram. In addition, the effect of chemical agents on their activity was also assessed. By means of salting-out it was possible to obtain a purification of 1.6 times with a yield of 49.4%. Two acid proteases present in the EE were observed in zymogram. The optimum temperature and thermal stability for EE acidic proteases were 55 ºC and 45 °C, respectively. The optimum pH and pH stability found for these enzymes were pH 1.5 and 7.0, respectively. Total inhibition of EE acid proteolytic activity was observed in the presence of pepstatin A. dithiothreitol (DTT) and Ca2+ did not promote a significant effect on enzyme activity. In the presence of heavy metals, such as Al3+, Cd2+ and Hg2+, EE acidic proteases showed more than 70% of their enzymatic activity. The results show that it is possible to obtain, from the stomach of C. hippos, aspartic proteases with high proteolytic activity and characteristics that demonstrate potential for industrial and biotechnological applications.

Este trabalho objetivou obter proteases aspárticas de interesse industrial e biotecnológico a partir do estômago do peixe xaréu (Caranx hippos). Para isso, foi obtido um extrato bruto do estômago, o qual foi submetido a uma purificação parcial por salting-out onde se obteve o extrato enzimático (EE). As proteases do EE foram caracterizadas físico-quimicamente e através de zimograma. Além disso, o efeito de agentes químicos sobre sua atividade também foi avaliado. Através de salting-out foi possível obter uma purificação de 1,6 vezes com rendimento de 49,4%. Foram observadas duas proteases ácidas presentes no EE através de zimograma. A temperatura ótima e a estabilidade térmica para as proteases ácidas do EE foram de 55 ºC e 45 °C, respectivamente. O pH ótimo e a estabilidade ao pH encontrados para estas enzimas foram o pH 1,5 e 7,0, respectivamente. Observou-se a inibição total da atividade proteolítica ácida do EE na presença de pepstatina A. O ditiotreitol (DTT) e o Ca2+ não promoveram efeito significativo na atividade enzimática. Na presença de metais pesados, como Al3+, Cd2+ e Hg2+, o EE manteve mais de 70% de atividade enzimática do EE. Os resultados mostram que é possível obter, a partir do estômago de C. hippos, proteases aspárticas com alta atividade proteolítica e características que demonstram potencial para aplicações industriais e biotecnológicas.

Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833) stomach: a source of aspartic proteases for industrial and biotechnological applications / Estômago de Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833): uma fonte de proteases aspárticas para aplicações industriais e biotecnológicas

The viscera and other residues from fish processing are commonly discarded by the fishing industry. These by products can be a source of digestive enzymes with industrial and biotechnological potential. In this study, we aimed at the extraction, characterization, and application of acidic proteases from the stomach of Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833). A crude extract from the stomachs was obtained and submitted to a partial purification process by salting-out, which obtained a Purified Extract (PE) with a specific proteolytic activity of 54.0 U·mg-¹. A purification of 1.9 fold and a yield of 41% were obtained. The PE presents two isoforms of acidic proteases and a maximum proteolytic activity at 45 °C and pH 2.0. The PE acidic proteolytic activity was stable in the pH range of 1.5 to 7.0 and temperature from 25 °C to 50 °C. Purified Extract kept 35% of its proteolytic activity at the presence of NaCl 15% (m/v) but was totally inhibited by pepstatin A. Purified Extract aspartic proteases presented high activity in the presence of heavy metals such as Cd2+, Hg2+, Pb2+, Al3+, and Cu2+. The utilization of PE as an enzymatic addictive in the collagen extraction from Nile tilapia scales has doubled the process yield. The results indicate the potential of these aspartic proteases for industrial and biotechnological applications.

As vísceras e outros resíduos do processamento de peixes são geralmente descartados pela indústria pesqueira. Esses resíduos podem ser uma fonte de enzimas digestivas com potencial industrial e biotecnológico. Neste estudo, objetivamos a extração, caracterização e aplicação de proteases aspárticas do estômago de Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833). Um extrato bruto do estômago foi obtido e submetido a um processo de purificação parcial, que obteve um Extrato Purificado (EP) com uma atividade proteolítica específica de 54,0 U·mg-¹. Foi obtida uma purificação de 1,9 vezes e um rendimento de 41%. O EP apresenta duas isoformas de proteases ácidas e atividade proteolítica máxima a 45 °C e pH 2,0. A atividade proteolítica do EP foi estável na faixa de pH de 1,5 a 7,0 e temperatura de 25 °C a 50 °C. O EP manteve 35% de sua atividade proteolítica na presença de NaCl a 15% (m/v), mas foi totalmente inibida pela pepstatina A. As proteases ácidas do EP apresentaram alta atividade na presença de metais pesados como o Cd2+, Hg2+, Pb2+, Al3+ e Cu2+. A utilização de EP como aditivo enzimático na extração de colágeno a partir de escamas de tilápia do Nilo dobrou o rendimento do processo. Os resultados indicam um potencial dessas proteases para aplicações industriais e biotecnológicas.

Obtainment and characterization of digestive aspartic proteases from the fish Caranx hippos (Linnaeus, 1766)

Abstract This work aimed to obtain aspartic proteases of industrial and biotechnological interest from the stomach of the crevalle jack fish (Caranx hippos). In order to do so, a crude extract (CE) of the stomach was obtained and subjected to a partial purification by salting-out, which resulted in the enzyme extract (EE) obtainment. EE proteases were characterized physicochemically and by means of zymogram. In addition, the effect of chemical agents on their activity was also assessed. By means of salting-out it was possible to obtain a purification of 1.6 times with a yield of 49.4%. Two acid proteases present in the EE were observed in zymogram. The optimum temperature and thermal stability for EE acidic proteases were 55 ºC and 45 °C, respectively. The optimum pH and pH stability found for these enzymes were pH 1.5 and 7.0, respectively. Total inhibition of EE acid proteolytic activity was observed in the presence of pepstatin A. dithiothreitol (DTT) and Ca2+ did not promote a significant effect on enzyme activity. In the presence of heavy metals, such as Al3+, Cd2+ and Hg2+, EE acidic proteases showed more than 70% of their enzymatic activity. The results show that it is possible to obtain, from the stomach of C. hippos, aspartic proteases with high proteolytic activity and characteristics that demonstrate potential for industrial and biotechnological applications.

Resumo Este trabalho objetivou obter proteases aspárticas de interesse industrial e biotecnológico a partir do estômago do peixe xaréu (Caranx hippos). Para isso, foi obtido um extrato bruto do estômago, o qual foi submetido a uma purificação parcial por salting-out onde se obteve o extrato enzimático (EE). As proteases do EE foram caracterizadas físico-quimicamente e através de zimograma. Além disso, o efeito de agentes químicos sobre sua atividade também foi avaliado. Através de salting-out foi possível obter uma purificação de 1,6 vezes com rendimento de 49,4%. Foram observadas duas proteases ácidas presentes no EE através de zimograma. A temperatura ótima e a estabilidade térmica para as proteases ácidas do EE foram de 55 ºC e 45 °C, respectivamente. O pH ótimo e a estabilidade ao pH encontrados para estas enzimas foram o pH 1,5 e 7,0, respectivamente. Observou-se a inibição total da atividade proteolítica ácida do EE na presença de pepstatina A. O ditiotreitol (DTT) e o Ca2+ não promoveram efeito significativo na atividade enzimática. Na presença de metais pesados, como Al3+, Cd2+ e Hg2+, o EE manteve mais de 70% de atividade enzimática do EE. Os resultados mostram que é possível obter, a partir do estômago de C. hippos, proteases aspárticas com alta atividade proteolítica e características que demonstram potencial para aplicações industriais e biotecnológicas.

Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833) stomach: a source of aspartic proteases for industrial and biotechnological applications

Abstract The viscera and other residues from fish processing are commonly discarded by the fishing industry. These by-products can be a source of digestive enzymes with industrial and biotechnological potential. In this study, we aimed at the extraction, characterization, and application of acidic proteases from the stomach of Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833). A crude extract from the stomachs was obtained and submitted to a partial purification process by salting-out, which obtained a Purified Extract (PE) with a specific proteolytic activity of 54.0 Umg-1. A purification of 1.9 fold and a yield of 41% were obtained. The PE presents two isoforms of acidic proteases and a maximum proteolytic activity at 45 °C and pH 2.0. The PE acidic proteolytic activity was stable in the pH range of 1.5 to 7.0 and temperature from 25 °C to 50 °C. Purified Extract kept 35% of its proteolytic activity at the presence of NaCl 15% (m/v) but was totally inhibited by pepstatin A. Purified Extract aspartic proteases presented high activity in the presence of heavy metals such as Cd2+, Hg2+, Pb2+, Al3+, and Cu2+. The utilization of PE as an enzymatic addictive in the collagen extraction from Nile tilapia scales has doubled the process yield. The results indicate the potential of these aspartic proteases for industrial and biotechnological applications.

Resumo As vísceras e outros resíduos do processamento de peixes são geralmente descartados pela indústria pesqueira. Esses resíduos podem ser uma fonte de enzimas digestivas com potencial industrial e biotecnológico. Neste estudo, objetivamos a extração, caracterização e aplicação de proteases aspárticas do estômago de Carangoides bartholomaei (Cuvier, 1833). Um extrato bruto do estômago foi obtido e submetido a um processo de purificação parcial, que obteve um Extrato Purificado (EP) com uma atividade proteolítica específica de 54,0 Umg-1. Foi obtida uma purificação de 1,9 vezes e um rendimento de 41%. O EP apresenta duas isoformas de proteases ácidas e atividade proteolítica máxima a 45 °C e pH 2,0. A atividade proteolítica do EP foi estável na faixa de pH de 1,5 a 7,0 e temperatura de 25 °C a 50 °C. O EP manteve 35% de sua atividade proteolítica na presença de NaCl a 15% (m/v), mas foi totalmente inibida pela pepstatina A. As proteases ácidas do EP apresentaram alta atividade na presença de metais pesados como o Cd2+, Hg2+, Pb2+, Al3+ e Cu2+. A utilização de EP como aditivo enzimático na extração de colágeno a partir de escamas de tilápia do Nilo dobrou o rendimento do processo. Os resultados indicam um potencial dessas proteases para aplicações industriais e biotecnológicas

Staphylococcus xylosus fermentation of pork fatty waste: raw material for biodiesel production

ABSTRACT The need for cleaner sources of energy has stirred research into utilising alternate fuel sources with favourable emission and sustainability such as biodiesel. However, there are technical constraints that hinder the widespread use of some of the low cost raw materials such as pork fatty wastes. Currently available technology permits the use of lipolytic microorganisms to sustainably produce energy from fat sources; and several microorganisms and their metabolites are being investigated as potential energy sources. Thus, the aim of this study was to characterise the process of Staphylococcus xylosus mediated fermentation of pork fatty waste. We also wanted to explore the possibility of fermentation effecting a modification in the lipid carbon chain to reduce its melting point and thereby act directly on one of the main technical barriers to obtaining biodiesel from this abundant source of lipids. Pork fatty waste was obtained from slaughterhouses in southern Brazil during evisceration of the carcasses and the kidney casing of slaughtered animals was used as feedstock. Fermentation was performed in BHI broth with different concentrations of fatty waste and for different time periods which enabled evaluation of the effect of fermentation time on the melting point of swine fat. The lowest melting point was observed around 46 °C, indicating that these chemical and biological reactions can occur under milder conditions, and that such pre-treatment may further facilitate production of biodiesel from fatty animal waste.

Produtos de panificação elaborados com bagaço cervejeiro / Baked goods made from brewers' bagasse

A introdução do bagaço cervejeiro na alimentação humana, como alternativa de reutilizá-lo, é também uma opção de enriquecimento da alimentação, visto que este carrega consigo uma rica quantidade de nutrientes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a aceitação e a intenção de compra de pão e biscoito elaborados com farinha do bagaço cervejeiro. Para isso, o bagaço foi desidratado e moído para obtenção da farinha e adicionado em 20% da quantidade de farinha de trigo para elaboração dos produtos. Após realizou-se análise sensorial com 56 provadores não treinados com auxílio de escala hedônica de nove pontos para análise de aparência, odor, textura e sabor. Com os resultados calcularam-se as médias e os índices de aceitabilidade. Os produtos elaborados obtiveram ótima aceitação pelos provadores, onde o sabor apresentou maior índice de aceitação em ambos os produtos. Em relação à intenção de compra, o pão despertou maior interesse, já que a maioria compraria com certeza. Percebeu-se que os produtos podem obter sucesso de compra se produzidos e lançados ao mercado, pois os resultados foram sensorialmente satisfatórios, segundo as médias e o índice de aceitação.