Production, partial purification, and characterization of a glucoamylase from Epicoccum nigrum

Starch processing industries use amylases, accounting for approximately 30% of the world's enzyme market. Previously, an amylase-producing strain of Epicoccum nigrumwas isolated from maize grains. Although E. nigrumamylase production is already reported in the literature, no published data on production optimization or characterization of the produced enzyme exists. The objectives of this work were to improve the amylase production by theE. nigrumPG 16 strain and to purify and characterize the produced enzyme. The E. nigrumPG 16 amylase production best conditions in submerged culture were: inoculum of 4% (v v-1) of a five-days-old stationary culture homogenate, agitation at 100 rpm, 25°C, natural light, 72 hours of incubation, starch as thecarbon source, and an initial medium pH of 7.0. A molecular exclusion chromatography profile has shown the production of only one amylase, which was partially purified with ammonium precipitation and dialysis. The enzyme optima pH and temperature are 6.0 and 50°C, respectively. The partially purified enzyme lostits activity when incubated for 30 min in temperatures above 40°C, presenting a T50of 46.25°C. The KMand Vmaxof the partially purified enzyme are 1.72 mg mL-1of starch and 0.15 mgmin-1of degraded starch, respectively. The ion Ca2+slightly activated the studied enzyme. The ions Cu2+, Zn2+, and Fe3+and the detergents SDS and Tween 80 acted as inhibitors of the studied enzyme. The partially purified enzyme released glucose from p-nitrophenyl α-D-glucopyranoside (p-NPG). Glucose was the enzyme's main product from starch hydrolysis, as evidenced by thin-layer chromatography. The E. nigrumPG 16 studied enzyme is a glucoamylase and represents an alternative for enzymatic starch hydrolysis.(AU)

Remote ischemic preconditioning-induced late cardioprotection: possible role of melatonin-mitoKATP-H2S signaling pathway

Purpose: Remote ischemic preconditioning (RIPC) confers cardioprotection against ischemia reperfusion (IR) injury. However, the precise mechanisms involved in RIPC-induced cardioprotection are not fully explored. The present study was aimed to identify the role of melatonin in RIPC-induced late cardioprotective effects in rats and to explore the role of H2 S, TNF-α and mitoKATP in melatoninmediated effects in RIPC. Methods: Wistar rats were subjected to RIPC in which hind limb was subjected to four alternate cycles of ischemia and reperfusion of 5 min duration by using a neonatal blood pressure cuff. After 24 h of RIPC or ramelteon-induced pharmacological preconditioning, hearts were isolated and subjected to IR injury on the Langendorff apparatus. Results: RIPC and ramelteon preconditioning protected the hearts from IR injury and it was assessed by a decrease in LDH-1, cTnT and increase in left ventricular developed pressure (LVDP). RIPC increased the melatonin levels (in plasma), H2 S (in heart) and decreased TNF-α levels. The effects of RIPC were abolished in the presence of melatonin receptor blocker (luzindole), ganglionic blocker (hexamethonium) and mitochondrial KATP blocker (5-hydroxydecanoic acid). Conclusion: RIPC produce delayed cardioprotection against IR injury through the activation of neuronal pathway, which may increase the plasma melatonin levels to activate the cardioprotective signaling pathway involving the opening of mitochondrial KATP channels, decrease in TNF-α production and increase in H2 S levels. Ramelteon-induced pharmacological preconditioning may also activate the cardioprotective signaling pathway involving the opening of mitochondrial KATP channels, decrease in TNF-α production and increase in H2 S levels.

Detection of paratuberculosis in dairy cows from southern Brazil / Detecção da paratuberculose em vacas leiteiras no sul do Brasil

Bovine paratuberculosis causes chronic, incurable diarrhea and weight loss, resulting in decreased cattle production. The disease is caused by Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP), an obligate intracellular mycobactin-dependent mycobacterium that replicates slowly in the host and has heightened environmental resistance. In countries where the disease is found and the damage has been quantified, direct and indirect economic losses are extremely high. Local epidemiological data is of paramount importance for the implementation of control programs. Our objective was to verify whether paratuberculosis is present in commercial dairy herds in different mesoregions of RS. Therefore, a prospective, cross-sectional and observational study was performed on dairy cattle from five mesoregions of the RS state, Brazil. Milk samples taken from individual cows on commercial farms were tested using indirect ELISA tests and classified as negative, suspicious, or positive. In herds containing at least one positive cow, we conducted convenience sampling of feces directly from the rectal ampulla to identify MAP through PCR. Of the 362 cows tested, 20 were seroreactive for paratuberculosis from two mesoregions. The PCR tests were all positive; cows with a negative ELISA and positive PCR results probably indicate that the MAP was ingested and eliminated without causing infection. We found that paratuberculosis is likely endemic in the northwest and northeast mesoregions.

A paratuberculose bovina causa diarreia crônica e incurável, perda de peso e resulta em diminuição da produção. A doença é causada pelo Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP), micobactéria intracelular obrigatória, dependente de micobactina, que se replica lentamente no hospedeiro e possui elevada resistência ambiental. Nos países onde a doença é encontrada e os danos foram quantificados, as perdas econômicas diretas e indiretas são extremamente altas. Os dados epidemiológicos locais são de suma importância para a implementação de programas de controle. Nosso objetivo foi verificar se a paratuberculose está presente em rebanhos leiteiros comerciais em diferentes mesorregiões do RS. Para tanto, foi realizado um estudo prospectivo, transversal e observacional em bovinos leiteiros de cinco mesorregiões do estado do RS, Brasil. Amostras de leite individuais, provenientes de vacas leiteiras de fazendas comerciais foram testadas com ELISA indireto e classificadas como negativas, suspeitas ou positivas. Em rebanhos contendo pelo menos uma vaca positiva, realizamos amostragem por conveniência, em que foram coletadas fezes diretamente da ampola retal, para identificar MAP por meio da PCR. Das 362 vacas testadas, 20 foram sororreativas para paratuberculose, oriundas de duas mesorregiões. Os testes de PCR foram todos positivos. Vacas com resultado negativo no teste ELISA e PCR positivo provavelmente indicam que o MAP foi ingerido e eliminado sem causar infecção. Sugere-se que a paratuberculose é provavelmente endêmica nas mesorregiões noroeste e nordeste.

Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge

Abstract In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Resumo Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

Commercial Feed Diluted with Different Fiber Sources and Enzyme Product for Broilers: Growth Performance, Carcass and Gut Health

The dilution of commercial broiler feed with copra meal (CM), palm kernel meal (PKM) and cassava leaf meal (CLM) and enzyme supplementation was investigated. Two hundred and eighty 7-day old Cobb 500 broilers were fed commercial feed alone or diluted with the test ingredients with and without enzyme. There were no interaction effects (p>0.05) on feed intake (FI) and weight gain (WG). Poorer (p<0.05) feed conversion ratio (FCR) was observed on the diet diluted diets from 22-42 d, but this was restored (p>0.05) by enzyme supplementation. There was no interaction effect on final body weight (FBW). Diet dilution depressed FBW (p<0.05) but enzyme supplementation restored (p>0.05) this weight depression. Abdominal fat was lighter (p<0.05) on CLM compared to CM. There were no interaction effects (p>0.05) on the weight of gut segments and E. coli count. Heavier (p<0.05) liver, gizzard and intestine were observed on the test diets. Commercial feed dilution with CM, CLM and PKM at 100 g/kg for starter and 200 g/kg for finisher would be a viable option for smallholder broiler production. More research is needed into dilution levels and enzyme concentrations.(AU)

Production of mycelial biomass, proteases and protease inhibitors by Ganoderma lucidum under different submerged fermentation conditions / Produção de biomassa micelial, proteases e inibidores de proteases por Ganoderma lucidum cultivado sob diferentes condições de fermentação submersa

Ganoderma lucidum is a medicinal mushroom widely recognized as a source of biomolecules with pharmacological properties, however, little is known about the factors that influence the synthesis of bioactive proteins by this fungus when cultivated under submerged fermentation. The objective of this work was to evaluate the production of mycelial biomass and intracellular proteases and protease inhibitors by G. lucidum cultivated under different submerged fermentation conditions. The cultivation was carried out in a medium composed of glucose (10 or 20 g.L-1), soy peptone (2.5 or 5 g.L-1) and yeast extract (5 g.L-1), with incubation under agitation (120 rpm) and non-agitation, totaling 8 experimental conditions. Biomass production was determined from the dry weight, while glucose consumption was estimated by quantification of reducing sugars. The proteins were extracted in NaCl (0.15 M), and the protein extracts were submitted to protein quantification by the Bradford method, total proteolytic activity using azocasein, caseinolytic and fibrinolytic activity in Petri dishes, activity of serine (trypsin and chymotrypsin) and cysteine (papain) protease inhibitors. Cultivation in agitated condition showed higher biomass production with a maximum value of 7 g.L-1, in addition to higher activities of trypsin, chymotrypsin and papain inhibitors, with 154 IU.mg-1, 153 IU.mg-1 e 343 IU.mg-1 of protein, respectively. The non-agitated condition showed a greater potential for obtaining proteins, total proteases, caseinolytic and fibrinolytic enzymes, with maximum values of 433 mg.g-1 of extract, 71 U.mL-1 of extract, 63.62 mm2 and 50.27 mm2, respectively. Thus, a medium composed of soy peptone, yest extract and glucose in a 1:2:4 proportion is recommended, under agitation to produce protease inhibitors, and the non-agitated condition when the target is, mainly caseinolytic and fibrinolytic enzymes.

Ganoderma lucidum é um cogumelo medicinal amplamente reconhecido como fonte de biomoléculas com propriedades farmacológicas, entretanto, pouco se conhece acerca dos fatores que influenciam a síntese de proteínas bioativas por esse fungo, quando cultivado sob fermentação submersa. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de biomassa micelial e de proteases e inibidores de proteases intracelulares por G. lucidum cultivado em diferentes condições de fermentação submersa. O cultivo foi realizado em meio contendo glicose (10 ou 20 g.L-1), peptona de soja (2,5 ou 5 g.L-1) e extrato de levedura (5 g.L-1), com incubação sob agitação (120 rpm) ou não-agitado, totalizando 8 condições experimentais. A produção de biomassa foi determinada a partir do peso seco e o consumo de glicose a partir da quantificação de açúcares redutores. As proteínas foram extraídas em NaCl (0,15 M) e os extratos proteicos foram submetidos à quantificação de proteínas pelo método de Bradford, atividade proteolítica total usando azocaseína, atividade caseinolítica e fibrinolítica em placa de Petri, atividade de inibidores de serino-proteases (tripsina e quimotripsina) e cisteíno-protease (papaína). O cultivo em condição agitada apresentou maior produção de biomassa com valor máximo de 7g.L-1, além de maiores atividades de inibidores de tripsina, quimotripsina e papaína, com 154 UI.mg-1, 153 UI.mg-1 e 343 UI.mg-1 de proteína, respectivamente. A condição não-agitada demonstrou maior potencial para a obtenção de proteínas, proteases totais, enzimas caseinolíticas e fibrinolíticas, com valores máximos de 433 mg.g-1 de extrato, 71 U.mL-1 de extrato, 63,62 mm2 e 50,27 mm2, respectivamente. Assim, recomenda-se o meio composto de peptona de soja, extrato de levedura e glicose na proporção 1:2:4, em condição agitada para a produção de inibidores de proteases, e a condição não-agitada para a síntese de proteases, principalmente enzimas caseinolíticas e fibrinolíticas.

Toxicity and larvicidal activity on Aedes aegypti of citronella essential oil submitted to enzymatic esterification

Abstract The essential oil of citronella (Cymbopogon winterianus) has several biological activities, among them the insect repellent action. Some studies showed that cinnamic acid esters can be applied as natural pesticides, insecticides and fungicides. In this context, the objective of the present work was to evaluate the production of esters from citronella essential oil with cinnamic acid via enzymatic esterification. Besides, the essential oil toxicity before and after esterification against Artemia salina and larvicidal action on Aedes aegypti was investigated. Esters were produced using cinnamic acid as the acylating agent and citronella essential oil (3:1) in heptane and 15 wt% NS 88011 enzyme as biocatalysts, at 70 °C and 150 rpm. Conversion rates of citronellyl and geranyl cinnamates were 58.7 and 69.0% for NS 88011, respectively. For the toxicity to Artemia salina LC50 results of 5.29 g mL-1 were obtained for the essential oil and 4.36 g mL-1 for the esterified oils obtained with NS 88011. In the insecticidal activity against Aedes aegypti larvae, was obtained LC50 of 111.84 g mL-1 for the essential oil of citronella and 86.30 g mL-1 for the esterified oils obtained with the enzyme NS 88011, indicating high toxicity of the esters. The results demonstrated that the evaluated samples present potential of application as bioinsecticide.

Resumo O óleo essencial de citronela (Cymbopogon winterianus) possui diversas atividades biológicas, entre elas a ação repelente a insetos. Alguns estudos mostraram que os ésteres do ácido cinâmico podem ser aplicados como pesticidas naturais, inseticidas e fungicidas. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a produção de ésteres a partir do óleo essencial de citronela com ácido cinâmico via esterificação enzimática. Além disso, foi investigada a toxicidade do óleo essencial antes e após a esterificação contra Artemia salina e a ação larvicida sobre Aedes aegypti. Os ésteres foram produzidos utilizando ácido cinâmico como agente acilante e óleo essencial de citronela (3: 1) em heptano e 15% em peso da enzima NS 88011 como biocatalisadores, a 70 ° C e 150 rpm. As taxas de conversão de cinamatos de citronelil e geranil foram 58,7 e 69,0% para NS 88011, respectivamente. Para a toxicidade sobre Artemia salina foram obtidos CL50 de 5,29 g mL-1 para o óleo essencial e 4,36 g mL-1 para os óleos esterificados com NS 88011. Na atividade inseticida contra larvas de Aedes aegypti, obteve-se CL50 de 111,84 g mL-1 para o óleo essencial de citronela e 86,30 g mL-1 para os óleos esterificados com a enzima NS 88011, indicando alta toxicidade dos ésteres. Os resultados demonstraram que as amostras avaliadas apresentam potencial de aplicação como bioinseticida.

Evaluation of secretory activity in carp pancreatocytes (Cyprinus carpio L. ) when using lactobacillus-based chelate and probiotic supplemental feed complexes / Avaliação da atividade secretora em pancreatócitos de carpa (Cyprinus carpio L. ) ao usar quelato à base de lactobacilos e complexos suplementares de alimentação probiótica

The experimental research was carried out on the juvenile carp (Cyprinus carpio L.). The impact from supplemental feeds consisting of variable concentrations of chelate compounds, biogenic trace elements and probiotic lactobacillus-based product Bacillus subtilis VKPM B-2335 was evaluated. Optical and qualitative parameters of the lactobacillus base were studied in order to identify the major group of substances potentially able to influence the end result. The purpose of this research was to identify changes in the structure of the zymogen granules and their dimensions at which supplemental feeds produce a stimulating effect on the synthesis of zymogens in exogenous cells of the secretory part of pancreas. At the outcome of the study, for the first time, it was possible to prove that the integrated action of chelates and lactobacillus-based probiotics complemented each other. Metal chelate compounds contributed to enlargement of the zymogen granules, if compared to the control values. The bacterial products accelerated production of the zymogen granules in acinar cells diffusely located in carp hepatopancreas.

A pesquisa experimental foi realizada em carpas juvenis (Cyprinus carpio L.). O impacto de suplementos alimentares consistindo em concentrações variáveis de compostos quelatos, oligoelementos biogênicos e produto probiótico baseado em lactobacilos Bacillus subtilis VKPM B-2335 foi avaliado. Parâmetros ópticos e qualitativos da base de lactobacilos foram estudados a fim de identificar o maior grupo de substâncias potencialmente capazes de influenciar o resultado final. O objetivo dessa pesquisa foi identificar mudanças na estrutura dos grânulos de zimogênio e suas dimensões nas quais alimentos suplementares produzem um efeito estimulante na síntese de zimogênios em células exógenas da parte secretora do pâncreas. No resultado do estudo, pela primeira vez, foi possível comprovar que a ação integrada dos quelatos e dos probióticos à base de lactobacilos se complementava. Compostos quelatos metálicos contribuíram para o aumento dos grânulos de zimogênio, se comparados aos valores de controle. Os produtos bacterianos aceleraram a produção dos grânulos de zimogênio nas células acinares localizadas difusamente no hepatopâncreas da carpa.

Evaluation of secretory activity in carp pancreatocytes (Cyprinus carpio L. ) when using lactobacillus-based chelate and probiotic supplemental feed complexes / Avaliação da atividade secretora em pancreatócitos de carpa (Cyprinus carpio L. ) ao usar quelato à base de lactobacilos e complexos suplementares de alimentação probiótica

The experimental research was carried out on the juvenile carp (Cyprinus carpio L.). The impact from supplemental feeds consisting of variable concentrations of chelate compounds, biogenic trace elements and probiotic lactobacillus-based product Bacillus subtilis VKPM B-2335 was evaluated. Optical and qualitative parameters of the lactobacillus base were studied in order to identify the major group of substances potentially able to influence the end result. The purpose of this research was to identify changes in the structure of the zymogen granules and their dimensions at which supplemental feeds produce a stimulating effect on the synthesis of zymogens in exogenous cells of the secretory part of pancreas. At the outcome of the study, for the first time, it was possible to prove that the integrated action of chelates and lactobacillus-based probiotics complemented each other. Metal chelate compounds contributed to enlargement of the zymogen granules, if compared to the control values. The bacterial products accelerated production of the zymogen granules in acinar cells diffusely located in carp hepatopancreas.(AU)

A pesquisa experimental foi realizada em carpas juvenis (Cyprinus carpio L.). O impacto de suplementos alimentares consistindo em concentrações variáveis de compostos quelatos, oligoelementos biogênicos e produto probiótico baseado em lactobacilos Bacillus subtilis VKPM B-2335 foi avaliado. Parâmetros ópticos e qualitativos da base de lactobacilos foram estudados a fim de identificar o maior grupo de substâncias potencialmente capazes de influenciar o resultado final. O objetivo dessa pesquisa foi identificar mudanças na estrutura dos grânulos de zimogênio e suas dimensões nas quais alimentos suplementares produzem um efeito estimulante na síntese de zimogênios em células exógenas da parte secretora do pâncreas. No resultado do estudo, pela primeira vez, foi possível comprovar que a ação integrada dos quelatos e dos probióticos à base de lactobacilos se complementava. Compostos quelatos metálicos contribuíram para o aumento dos grânulos de zimogênio, se comparados aos valores de controle. Os produtos bacterianos aceleraram a produção dos grânulos de zimogênio nas células acinares localizadas difusamente no hepatopâncreas da carpa.(AU)

Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge / Modulando a produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 por meio da otimização usando lodo de fibra residual

In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge / Modulando a produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 por meio da otimização usando lodo de fibra residual

In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.(AU)

Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.(AU)

Thermo-resistant enzyme-producing microorganisms isolated from composting / Microrganismos produtores de enzimas termo-resistentes isolados de compostagem

Organo-mineral fertilizers supplemented with biological additives are an alternative to chemical fertilizers. In this study, thermoresistant microorganisms from composting mass were isolated by two-step procedures. First, samples taken at different time points and temperatures (33 days at 52 ºC, 60 days at 63 ºC, and over 365 days at 26 ºC) were pre-incubated at 80 oC for 30 minutes. Second, the microbial selection by in vitro culture-based methods and heat shock at 60 oC and 100 oC for 2h and 4h. Forty-one isolates were able to grow at 60 °C for 4h; twenty-seven at 100 °C for 2h, and two at 100 °C for 4h. The molecular identification by partial sequencing of the 16S ribosomal gene using universal primers revealed that thirty-five isolates were from eight Bacillus species, one Brevibacillus borstelensis, three Streptomyces thermogriseus, and two fungi (Thermomyces lanuginosus and T. dupontii). Data from amylase, phytase, and cellulase activity assays and the enzymatic index (EI) showed that 38 of 41 thermo-resistant isolates produce at least one enzyme. For amylase activity, the highest EI value was observed in Bacillus licheniformis (isolate 21C2, EI= 4.11), followed by Brevibacillus borstelensis (isolate 6C2, EI= 3.66), Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 3.52), and Bacillus paralicheniformis (isolate 20C2, EI= 3.34). For phytase, the highest EI values were observed for Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 2.30) and Bacillus licheniformis (isolate 3C1, EI= 2.15). Concerning cellulose production, B. altitudinis (isolate 6C1) was the most efficient (EI= 6.40), followed by three Bacillus subtilis (isolates 9C1, 16C2, and 19C2) with EI values of 5.66, 5.84, and 5.88, respectively, and one B. pumilus (isolate 27C2, EI= 5.78). The selected microorganisms are potentially useful as a biological additive in organo-mineral fertilizers and other biotechnological processes.

Os fertilizantes organo-minerais suplementados com aditivos biológicos são uma alternativa aos adubos químicos. Neste estudo, microrganismos termoresistentes foram isolados de compostagem por procedimentos de duas etapas. Inicialmente, as amostras tomadas em diferentes períodos e temperaturas (33 dias a 52 ºC, 60 dias a 63 ºC e mais de 365 dias a 26 ºC) foram pré-incubadas a 80 oC por 30 minutos. Posteriormente, a seleção microbiana foi conduzida por métodos baseados em cultura in vitro e choque térmico a 60 oC e 100 oC por 2h e 4h. Quarenta e um isolados foram capazes de crescer a 60 °C por 4h; vinte e sete a 100 °C por 2h e dois a 100 °C por 4h. A identificação molecular por sequenciamento parcial do gene ribossomal 16S usando primers universais revelou que trinta e cinco isolados eram de oito espécies de Bacillus, um Brevibacillus borstelensis, três Streptomyces thermogriseus e dois fungos (Thermomyces lanuginosus e T. dupontii). Os dados dos ensaios de atividade de amilase, fitase e celulase e o índice enzimático (IE) mostraram que 38 dos 41 isolados termorresistentes produziram pelo menos uma enzima. Para a atividade da amilase, o maior valor de IE foi observado em Bacillus licheniformis (isolado 21C2, IE = 4,11), seguido por Brevibacillus borstelensis (isolado 6C2, IE = 3,66), Bacillus cereus (isolado 18C2, IE = 3,52) e Bacillus paralicheniformis (isolado 20C2, IE = 3,34). Para a fitase, os maiores valores de IE foram observados para B. cereus (isolado 18C2, IE = 2,30) e B. licheniformis (isolado 3C1, IE = 2,15). Em relação à produção de celulose, B. altitudinis (isolado 6C1) foi o mais eficiente (IE = 6,40), seguido por três Bacillus subtilis (isolados 9C1, 16C2 e 19C2) com valores de IE de 5,66, 5,84 e 5,88, respectivamente, e um B. pumilus (isolado 27C2, IE = 5,78). Pode-se inferir que os microrganismos selecionados são potencialmente úteis como aditivos biológicos em fertilizantes organo-minerais e outros processos biotecnológicos.

Thermo-resistant enzyme-producing microorganisms isolated from composting / Microrganismos produtores de enzimas termo-resistentes isolados de compostagem

Organo-mineral fertilizers supplemented with biological additives are an alternative to chemical fertilizers. In this study, thermoresistant microorganisms from composting mass were isolated by two-step procedures. First, samples taken at different time points and temperatures (33 days at 52 ºC, 60 days at 63 ºC, and over 365 days at 26 ºC) were pre-incubated at 80 oC for 30 minutes. Second, the microbial selection by in vitro culture-based methods and heat shock at 60 oC and 100 oC for 2h and 4h. Forty-one isolates were able to grow at 60 °C for 4h; twenty-seven at 100 °C for 2h, and two at 100 °C for 4h. The molecular identification by partial sequencing of the 16S ribosomal gene using universal primers revealed that thirty-five isolates were from eight Bacillus species, one Brevibacillus borstelensis, three Streptomyces thermogriseus, and two fungi (Thermomyces lanuginosus and T. dupontii). Data from amylase, phytase, and cellulase activity assays and the enzymatic index (EI) showed that 38 of 41 thermo-resistant isolates produce at least one enzyme. For amylase activity, the highest EI value was observed in Bacillus licheniformis (isolate 21C2, EI= 4.11), followed by Brevibacillus borstelensis (isolate 6C2, EI= 3.66), Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 3.52), and Bacillus paralicheniformis (isolate 20C2, EI= 3.34). For phytase, the highest EI values were observed for Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 2.30) and Bacillus licheniformis (isolate 3C1, EI= 2.15). Concerning cellulose production, B. altitudinis (isolate 6C1) was the most efficient (EI= 6.40), followed by three Bacillus subtilis (isolates 9C1, 16C2, and 19C2) with EI values of 5.66, 5.84, and 5.88, respectively, and one B. pumilus (isolate 27C2, EI= 5.78). The selected microorganisms are potentially useful as a biological additive in organo-mineral fertilizers and other biotechnological processes.(AU)

Os fertilizantes organo-minerais suplementados com aditivos biológicos são uma alternativa aos adubos químicos. Neste estudo, microrganismos termoresistentes foram isolados de compostagem por procedimentos de duas etapas. Inicialmente, as amostras tomadas em diferentes períodos e temperaturas (33 dias a 52 ºC, 60 dias a 63 ºC e mais de 365 dias a 26 ºC) foram pré-incubadas a 80 oC por 30 minutos. Posteriormente, a seleção microbiana foi conduzida por métodos baseados em cultura in vitro e choque térmico a 60 oC e 100 oC por 2h e 4h. Quarenta e um isolados foram capazes de crescer a 60 °C por 4h; vinte e sete a 100 °C por 2h e dois a 100 °C por 4h. A identificação molecular por sequenciamento parcial do gene ribossomal 16S usando primers universais revelou que trinta e cinco isolados eram de oito espécies de Bacillus, um Brevibacillus borstelensis, três Streptomyces thermogriseus e dois fungos (Thermomyces lanuginosus e T. dupontii). Os dados dos ensaios de atividade de amilase, fitase e celulase e o índice enzimático (IE) mostraram que 38 dos 41 isolados termorresistentes produziram pelo menos uma enzima. Para a atividade da amilase, o maior valor de IE foi observado em Bacillus licheniformis (isolado 21C2, IE = 4,11), seguido por Brevibacillus borstelensis (isolado 6C2, IE = 3,66), Bacillus cereus (isolado 18C2, IE = 3,52) e Bacillus paralicheniformis (isolado 20C2, IE = 3,34). Para a fitase, os maiores valores de IE foram observados para B. cereus (isolado 18C2, IE = 2,30) e B. licheniformis (isolado 3C1, IE = 2,15). Em relação à produção de celulose, B. altitudinis (isolado 6C1) foi o mais eficiente (IE = 6,40), seguido por três Bacillus subtilis (isolados 9C1, 16C2 e 19C2) com valores de IE de 5,66, 5,84 e 5,88, respectivamente, e um B. pumilus (isolado 27C2, IE = 5,78). Pode-se inferir que os microrganismos selecionados são potencialmente úteis como aditivos biológicos em fertilizantes organo-minerais e outros processos biotecnológicos.(AU)

Thermo-resistant enzyme-producing microorganisms isolated from composting

Abstract Organo-mineral fertilizers supplemented with biological additives are an alternative to chemical fertilizers. In this study, thermoresistant microorganisms from composting mass were isolated by two-step procedures. First, samples taken at different time points and temperatures (33 days at 52 ºC, 60 days at 63 ºC, and over 365 days at 26 ºC) were pre-incubated at 80 oC for 30 minutes. Second, the microbial selection by in vitro culture-based methods and heat shock at 60 oC and 100 oC for 2h and 4h. Forty-one isolates were able to grow at 60 °C for 4h; twenty-seven at 100 °C for 2h, and two at 100 °C for 4h. The molecular identification by partial sequencing of the 16S ribosomal gene using universal primers revealed that thirty-five isolates were from eight Bacillus species, one Brevibacillus borstelensis, three Streptomyces thermogriseus, and two fungi (Thermomyces lanuginosus and T. dupontii). Data from amylase, phytase, and cellulase activity assays and the enzymatic index (EI) showed that 38 of 41 thermo-resistant isolates produce at least one enzyme. For amylase activity, the highest EI value was observed in Bacillus licheniformis (isolate 21C2, EI= 4.11), followed by Brevibacillus borstelensis (isolate 6C2, EI= 3.66), Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 3.52), and Bacillus paralicheniformis (isolate 20C2, EI= 3.34). For phytase, the highest EI values were observed for Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 2.30) and Bacillus licheniformis (isolate 3C1, EI= 2.15). Concerning cellulose production, B. altitudinis (isolate 6C1) was the most efficient (EI= 6.40), followed by three Bacillus subtilis (isolates 9C1, 16C2, and 19C2) with EI values of 5.66, 5.84, and 5.88, respectively, and one B. pumilus (isolate 27C2, EI= 5.78). The selected microorganisms are potentially useful as a biological additive in organo-mineral fertilizers and other biotechnological processes.

Resumo Os fertilizantes organo-minerais suplementados com aditivos biológicos são uma alternativa aos adubos químicos. Neste estudo, microrganismos termoresistentes foram isolados de compostagem por procedimentos de duas etapas. Inicialmente, as amostras tomadas em diferentes períodos e temperaturas (33 dias a 52 ºC, 60 dias a 63 ºC e mais de 365 dias a 26 ºC) foram pré-incubadas a 80 oC por 30 minutos. Posteriormente, a seleção microbiana foi conduzida por métodos baseados em cultura in vitro e choque térmico a 60 oC e 100 oC por 2h e 4h. Quarenta e um isolados foram capazes de crescer a 60 °C por 4h; vinte e sete a 100 °C por 2h e dois a 100 °C por 4h. A identificação molecular por sequenciamento parcial do gene ribossomal 16S usando primers universais revelou que trinta e cinco isolados eram de oito espécies de Bacillus, um Brevibacillus borstelensis, três Streptomyces thermogriseus e dois fungos (Thermomyces lanuginosus e T. dupontii). Os dados dos ensaios de atividade de amilase, fitase e celulase e o índice enzimático (IE) mostraram que 38 dos 41 isolados termorresistentes produziram pelo menos uma enzima. Para a atividade da amilase, o maior valor de IE foi observado em Bacillus licheniformis (isolado 21C2, IE = 4,11), seguido por Brevibacillus borstelensis (isolado 6C2, IE = 3,66), Bacillus cereus (isolado 18C2, IE = 3,52) e Bacillus paralicheniformis (isolado 20C2, IE = 3,34). Para a fitase, os maiores valores de IE foram observados para B. cereus (isolado 18C2, IE = 2,30) e B. licheniformis (isolado 3C1, IE = 2,15). Em relação à produção de celulose, B. altitudinis (isolado 6C1) foi o mais eficiente (IE = 6,40), seguido por três Bacillus subtilis (isolados 9C1, 16C2 e 19C2) com valores de IE de 5,66, 5,84 e 5,88, respectivamente, e um B. pumilus (isolado 27C2, IE = 5,78). Pode-se inferir que os microrganismos selecionados são potencialmente úteis como aditivos biológicos em fertilizantes organo-minerais e outros processos biotecnológicos.

Toxicity and larvicidal activity on Aedes aegypti of citronella essential oil submitted to enzymatic esterification / Toxicidade e atividade larvicida sobre Aedes aegypti de óleo essencial de citronella submetido à esterificação enzimática

The essential oil of citronella (Cymbopogon winterianus) has several biological activities, among them the insect repellent action. Some studies showed that cinnamic acid esters can be applied as natural pesticides, insecticides and fungicides. In this context, the objective of the present work was to evaluate the production of esters from citronella essential oil with cinnamic acid via enzymatic esterification. Besides, the essential oil toxicity before and after esterification against Artemia salina and larvicidal action on Aedes aegypti was investigated. Esters were produced using cinnamic acid as the acylating agent and citronella essential oil (3:1) in heptane and 15 wt% NS 88011 enzyme as biocatalysts, at 70 °C and 150 rpm. Conversion rates of citronellyl and geranyl cinnamates were 58.7 and 69.0% for NS 88011, respectively. For the toxicity to Artemia salina LC50 results of 5.29 μg mL-¹ were obtained for the essential oil and 4.36 μg mL-¹ for the esterified oils obtained with NS 88011. In the insecticidal activity against Aedes aegypti larvae, was obtained LC50 of 111.84 μg mL-¹ for the essential oil of citronella and 86.30 μg mL-¹ for the esterified oils obtained with the enzyme NS 88011, indicating high toxicity of the esters. The results demonstrated that the evaluated samples present potential of application as bioinsecticide.

O óleo essencial de citronela (Cymbopogon winterianus) possui diversas atividades biológicas, entre elas a ação repelente a insetos. Alguns estudos mostraram que os ésteres do ácido cinâmico podem ser aplicados como pesticidas naturais, inseticidas e fungicidas. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a produção de ésteres a partir do óleo essencial de citronela com ácido cinâmico via esterificação enzimática. Além disso, foi investigada a toxicidade do óleo essencial antes e após a esterificação contra Artemia salina e a ação larvicida sobre Aedes aegypti. Os ésteres foram produzidos utilizando ácido cinâmico como agente acilante e óleo essencial de citronela (3: 1) em heptano e 15% em peso da enzima NS 88011 como biocatalisadores, a 70 ° C e 150 rpm. As taxas de conversão de cinamatos de citronelil e geranil foram 58,7 e 69,0% para NS 88011, respectivamente. Para a toxicidade sobre Artemia salina foram obtidos CL50 de 5,29 μg mL-¹ para o óleo essencial e 4,36 μg mL-¹ para os óleos esterificados com NS 88011. Na atividade inseticida contra larvas de Aedes aegypti, obteve-se CL50 de 111,84 μg mL-¹ para o óleo essencial de citronela e 86,30 μg mL-¹ para os óleos esterificados com a enzima NS 88011, indicando alta toxicidade dos ésteres. Os resultados demonstraram que as amostras avaliadas apresentam potencial de aplicação como bioinseticida.

Toxicity and larvicidal activity on Aedes aegypti of citronella essential oil submitted to enzymatic esterification / Toxicidade e atividade larvicida sobre Aedes aegypti de óleo essencial de citronella submetido à esterificação enzimática

The essential oil of citronella (Cymbopogon winterianus) has several biological activities, among them the insect repellent action. Some studies showed that cinnamic acid esters can be applied as natural pesticides, insecticides and fungicides. In this context, the objective of the present work was to evaluate the production of esters from citronella essential oil with cinnamic acid via enzymatic esterification. Besides, the essential oil toxicity before and after esterification against Artemia salina and larvicidal action on Aedes aegypti was investigated. Esters were produced using cinnamic acid as the acylating agent and citronella essential oil (3:1) in heptane and 15 wt% NS 88011 enzyme as biocatalysts, at 70 °C and 150 rpm. Conversion rates of citronellyl and geranyl cinnamates were 58.7 and 69.0% for NS 88011, respectively. For the toxicity to Artemia salina LC50 results of 5.29 μg mL-¹ were obtained for the essential oil and 4.36 μg mL-¹ for the esterified oils obtained with NS 88011. In the insecticidal activity against Aedes aegypti larvae, was obtained LC50 of 111.84 μg mL-¹ for the essential oil of citronella and 86.30 μg mL-¹ for the esterified oils obtained with the enzyme NS 88011, indicating high toxicity of the esters. The results demonstrated that the evaluated samples present potential of application as bioinsecticide.(AU)

O óleo essencial de citronela (Cymbopogon winterianus) possui diversas atividades biológicas, entre elas a ação repelente a insetos. Alguns estudos mostraram que os ésteres do ácido cinâmico podem ser aplicados como pesticidas naturais, inseticidas e fungicidas. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a produção de ésteres a partir do óleo essencial de citronela com ácido cinâmico via esterificação enzimática. Além disso, foi investigada a toxicidade do óleo essencial antes e após a esterificação contra Artemia salina e a ação larvicida sobre Aedes aegypti. Os ésteres foram produzidos utilizando ácido cinâmico como agente acilante e óleo essencial de citronela (3: 1) em heptano e 15% em peso da enzima NS 88011 como biocatalisadores, a 70 ° C e 150 rpm. As taxas de conversão de cinamatos de citronelil e geranil foram 58,7 e 69,0% para NS 88011, respectivamente. Para a toxicidade sobre Artemia salina foram obtidos CL50 de 5,29 μg mL-¹ para o óleo essencial e 4,36 μg mL-¹ para os óleos esterificados com NS 88011. Na atividade inseticida contra larvas de Aedes aegypti, obteve-se CL50 de 111,84 μg mL-¹ para o óleo essencial de citronela e 86,30 μg mL-¹ para os óleos esterificados com a enzima NS 88011, indicando alta toxicidade dos ésteres. Os resultados demonstraram que as amostras avaliadas apresentam potencial de aplicação como bioinseticida.(AU)

Cellulolytic activity of anaerobic facultative fungi from the digestive tract of sheep fed with banana leaf hay / Atividade celulolítica de fungos aeróbios facultativos do trato digestório de ovinos alimentados com feno da folha de bananeira

The addition of cellulolytic fungi, or their enzymes, in diets containing high levels of fiber are promising strategy for improving the performance. In this study, the aims were to select cellulolytic fungi from the digestive tract of sheep fed different concentrations of banana leaf hay. Thirty lambs raised in a feedlot were evaluated, distributed in a completely randomized design, with diets containing 0, 125, 250, 375, or 500 g/Kg of dry matter and six replications. Approximately 15 mL of ruminal fluid and swabs from the rectal ampulla were collected. The cultures were carried out in a medium containing microcrystalline cellulose (C medium). The mycelial fungi isolates were identified through the microculture technique. Among the fungi from the ruminal fluid, 23 isolates corresponded to the genus Aspergillus and three to Paecilomyces spp. Among the isolates from the rectal ampulla, seven were A. spp., and three were P. spp. The A. genus predominated among the isolates from both evaluated sites (p <0.05). Fragments of these fungi were inoculated in triplicate in medium C at 37 °C and the cellulolytic activity index (CAI) was determined after 24, 48, and 72 hours of incubation. There was no difference in the CAI of Aspergillus spp. from animals fed different diets or of different evaluated sites (P > 0.05). However, 22 isolates of Aspergillus spp. and three of Paecilomyces spp. showed a CAI > 1, indicating biotechnological potential for cellulase production. These selected isolates could be selected for the elaboration of microbial additives in ruminant diets.(AU)

A adição de fungos celulolíticos, ou suas enzimas, em dietas contendo elevados teores de fibras são estratégias pro-missoras para melhorar o desempenho. Neste estudo os objetivos foram selecionar fungos celulolíticos do trato digestório de ovinos alimentados com diferentes concentrações do feno da folha da bananeira (FBH). Foram avaliados 30 borregos criados em sistema intensivo, distribuídos em delineamento inteiramente ao acaso, com cinco dietas contendo 0, 125, 250, 375 ou 500 g/KG de matéria seca em seis repetições. Foram coletados aproximadamente 15 mL de fluido ruminal e swabs da ampola retal. Os cultivos foram realizados em meio de cultura contendo celulose microcristalina (meio C). Os fungos micelianos foram identificados após a técnica de microcultivo. Entre os fungos provenientes do fluido ruminal, 23 isolados corresponderam ao gênero Aspergillus e três a Paecilomyces spp.. Foram identificados nas fezes dos animais sete Aspergillus spp. e três Paecilomyces spp.. O gênero Aspergillus predominou entre os isolados de ambos os sítios avaliados (p =0,013). Fragmentos desses fungos foram inoculados em triplicada em meio C a 37 °C e determinou-se o índice de atividade celulolítica(IAC) após 24, 48 e 72 horas de incubação. Não houve diferença entre CAI de isolados de Aspergillus spp. provenientes dos animais em diferentes dietas ou sítios avaliados (P > 0.05). Entretanto, 22 isolados de Aspergillus spp. e três de Paecilomyces spp. apresentaram IAC >1, indicando potencial biotecnológico para produção de celulases.(AU)

Fungal decomposition of chicken-feather waste in submerged and solid-state fermentation

Abstract Poultry industry is expanding rapidly and producing million tons of feather waste annually. Massive production of keratinaceous byproducts in the form of industrial wastes throughout the world necessitates its justified utilization. Chemical treatment of keratin waste is proclaimed as an eco-destructive approach by various researchers since it generates secondary pollutants. Keratinase released by a variety of microbes (bacteria and fungi) can be used for the effective treatment of keratin waste. Microbial degradation of keratin waste is an emerging and eco-friendly approach and offers dual benefits, i.e., treatment of recalcitrant pollutant (keratin) and procurement of a commercially important enzyme (keratinase). This study involves the isolation, characterization, and potential utility of fungal species for the degradation of chicken-feather waste through submerged and solid-state fermentation. The isolated fungus was identified and characterized as Aspergillus (A.) flavus. In a trial of 30 days, it was appeared that 74 and 8% feather weight was reduced through sub-merged and solid-state fermentation, respectively by A. flavus. The pH of the growth media in submerged fermentation was changed from 4.8 to 8.35. The exploited application of keratinolytic microbes is, therefore, recommended for the treatment of keratinaceous wastes to achieve dual benefits of remediation.

Resumo A indústria avícola está se expandindo rapidamente e produzindo milhões de toneladas de resíduos de penas anualmente. A produção massiva de subprodutos queratinosos na forma de resíduos agrícolas e industriais em todo o mundo exige sua utilização justificada. O tratamento químico de resíduos de queratina é proclamado como uma abordagem ecodestrutiva por vários pesquisadores, uma vez que gera poluentes secundários. A queratinase liberada por uma variedade de micróbios (bactérias e fungos) pode ser usada para o tratamento eficaz de resíduos de queratina. A degradação microbiana de resíduos de queratina é uma abordagem emergente e ecológica e oferece benefícios duplos, ou seja, tratamento de poluente recalcitrante (queratina) e obtenção de uma enzima comercialmente importante (queratinase). Este estudo envolve o isolamento, caracterização e utilidade potencial de espécies de fungos para a degradação de resíduos de penas de frango por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O fungo isolado foi identificado e caracterizado como Aspergillus (A.) flavus. Em um ensaio de 30 dias, constatou-se que 74% e 8% do peso das penas foram reduzidos por A. flavus, respectivamente, por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O pH do meio de crescimento em fermentação submersa foi alterado de 4,8 para 8,35. A aplicação explorada de micróbios queratinolíticos é, portanto, recomendada para o tratamento de resíduos ceratinosos para obter benefícios duplos de remediação.

Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic residues and bromatological characterization for animal feed / Hidrólise enzimática de resíduos lignocelulósicos e caracterização bromatológica para ração animal

ABSTRACT: This study evaluated the action of commercial and non-commercial cellulases and pectinases in the hydrolysis of soybean hulls (SH) and corn stover and cobs (CSC), the effect of temperature and agitation on the lignocellulosic substrate hydrolysis and the bromatological characteristics of hydrolyzed substrates. The effect of pretreatment on the hydrolysis of lignocellulosic residues and bromatological analysis were also evaluated. The highest hydrolytic activity occurred at 300 rpm for SH (47.95 and 51.43% for cellulase and pectinase, respectively) and at 350 rpm for CSC (26.05 and 9.23% for cellulase and pectinase, respectively). Non-commercial enzymes achieved 7.26-30% of the amount of hydrolysis obtained with commercial enzymes, on the same substrates. Pretreatment with 7.5% of NaOH and a particle size of the substrate of 0.5 mm significantly increased the hydrolysis of SH and CSC for both enzymes. The bromatological characteristics showed that soybean hulls hydrolyzed with both commercial cellulase and pectinase have potential for large-scale use in animal feed production.

RESUMO: Foram avaliadas a ação de celulases e pectinases comerciais e não comerciais na hidrólise de casca de soja (CS) e palha e espigas de milho (PEM), o efeito da temperatura e da agitação na hidrólise do substrato lignocelulósico e as características bromatológicas dos substratos hidrolisados. O efeito do pré-tratamento na hidrólise de resíduos lignocelulósicos e a análise bromatológica também foram avaliados. A maior atividade hidrolítica ocorreu a 300 rpm para CS (47,95 e 51,43% para celulase e pectinase, respectivamente) e a 350 rpm para PEM (26,05 e 9,23% para celulase e pectinase, respectivamente). As enzimas não comerciais atingiram 7,26-30% da quantidade de hidrólise obtida com as enzimas comerciais, nos mesmos substratos. O pré-tratamento com 7,5% de NaOH e um tamanho de partícula do substrato de 0,5 mm aumentou significativamente a hidrólise de CS e PEM para ambas as enzimas. As características bromatológicas mostraram que a casca de soja hidrolisada com celulase e pectinase comercial tem potencial para uso em larga escala na produção de ração animal.

Shading minimizes the effects of water deficit in Campomanesia xanthocarpa (Mart.) O. Berg seedlings

Abstract The objective of this study was to evaluate the activity of antioxidant enzymes, the functioning of the photosystem II and quality of C. xanthocarpa seedlings cultivated under intermittent water deficit and shading levels and the influence of shading on recovery potential after suspension of the stress conditions. The seedlings were subjected to three levels of shading (0, 30, and 70%), six periods of evaluation (start: 0 days; 1st and 2nd photosynthesis zero: 1st and 2nd P0; 1st and 2nd recovery: 1stand 2nd REC; and END), and two forms of irrigation (control: periodically irrigated to maintain 70% substrate water retention capacity, and intermittent irrigation: suspension of irrigation). The plants subjected to intermittent irrigation conditions at 0% shading showed a reduction in water potential (w) and potential quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) and maximum efficiency of the photochemical process (Fv/F0) and an increase in basal quantum production of the non-photochemical processes (F0/Fm). Superoxide dismutase (SOD) activity was higher in the leaves than in the roots. The C. xanthocarpa is a species sensitive to water deficit but presents strategies to adapt to an environment under temporary water restriction, which are more temporary are most efficient under shading. The seedlings with water deficit at all levels of shading exhibited higher protective antioxidant activity and lower quality at 0% shading. The shading minimizes prevents permanent damage to the photosystem II and after the re-irrigation, the evaluated characteristics showed recovery with respect to the control group, except POD and SOD activities in the leaves.

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade de enzimas antioxidantes, o funcionamento do fotossistema II e a qualidade de mudas de C. xanthocarpa cultivadas sob déficit hídrico intermitente e níveis de sombreamento e a influência do sombreamento sobre o potencial de recuperação após suspensão das condições de estresse. As mudas foram submetidas a três níveis de sombreamento (0, 30 e 70%), seis períodos de avaliação (início: 0 dias; 1ª e 2ª fotossíntese zero: 1ª e 2ª P0; 1ª e 2ª recuperação: 1ª e 2ª REC; e final), e duas formas de irrigação (controle: periodicamente irrigado para manter 70% da capacidade de retenção de água do substrato, e irrigação intermitente: suspensão da irrigação). As plantas submetidas às condições de irrigação intermitente a 0% de sombreamento apresentaram redução do potencial hídrico (w) e eficiência quântica potencial do fotossistema II (Fv/Fm) e máxima eficiência do processo fotoquímico (Fv/F0) e aumento da produção quantica basal dos processos não fotoquímicos (F0/Fm). A atividade da superóxido dismutase (SOD) foi maior nas folhas do que nas raízes. C. xanthocarpa é uma espécie sensível ao déficit hídrico, mas apresenta estratégias para se adaptar a um ambiente com restrição hídrica temporária, sendo mais eficientes sob sombreamento. As mudas com déficit hídrico em todos os níveis de sombreamento exibiram maior atividade antioxidante protetora e menor qualidade no sombreamento 0%. O sombreamento minimiza danos permanentes ao fotossistema II e após a re-irrigação, as características avaliadas apresentaram recuperação em relação ao grupo controle, exceto atividades de POD e SOD nas folhas.