Draft genome sequence of pectic polysaccharide-degrading moderate thermophilic bacterium Geobacillus thermodenitrificans DSM 101594

Geobacillus thermodenitrificans DSM 101594 was isolated as a producer of extracellular thermostable pectic polysaccharide degrading enzymes. The completely sequenced genome was 3.6 Mb in length with GC content of 48.86%. A number of genes encoding enzymatic active against the high molecular weight polysaccharides of potential biotechnological importance were identified in the genome.(AU)

Characterization of pectinase activity for enology from yeasts occurring in Argentine Bonarda grape

Pectinolytic enzymes are greatly important in winemaking due to their ability to degrade pectic polymers from grape, contributing to enhance process efficiency and wine quality. This study aimed to analyze the occurrence of pectinolytic yeasts during spontaneous fermentation of Argentine Bonarda grape, to select yeasts that produce extracellular pectinases and to characterize their pectinolytic activity under wine-like conditions. Isolated yeasts were grouped using PCR-DGGE and identified by partial sequencing of 26S rRNA gene. Isolates comprised 7 genera, with Aureobasidium pullulans as the most predominant pectinolytic species, followed by Rhodotorula dairenensis and Cryptococcus saitoi. No pectinolytic activity was detected among ascomycetous yeasts isolated on grapes and during fermentation, suggesting a low occurrence of pectinolytic yeast species in wine fermentation ecosystem. This is the first study reporting R. dairenensis and Cr. saitoi species with pectinolytic activity. R. dairenensis GM-15 produced pectinases that proved to be highly active at grape pH, at 12 °C, and under ethanol and SO2 concentrations usually found in vinifications (pectinase activity around 1.1 U/mL). This strain also produced cellulase activity at 12 °C and pH 3.5, but did not produce β-glucosidase activity under these conditions. The strain showed encouraging enological properties for its potential use in low-temperature winemaking. (AU)

Filamentous fungi and agro-industrial residues selection for enzyme production of biotechnological interest / Seleção de fungos filamentosos e de resíduos agroindustriais para a produção de enzimas de interesse biotecnológico

Many fungal enzymes have relevant applications in different industrial areas. The objective of this work was to select fungi producing hydrolytic enzymes, as well as establish agro-industrial wastes capable of inducing higher production levels. Xylanase, endoglucanase, amylase and poligalacturonase activities were determined by incubating the culture filtrates with their respective substrates. Subsequently, the reducing sugars determination was carried out using 3,5-dinitrosalicylic acid reagent.The protein determination was performed according the modified Bradford method. Among the fungal strains evaluated, Aspergillus niger J4 showed higher levels of xylanase production (8.73 ± 0.34 U/ml) and this was greatest when brewers spent grain was used as substrate (9.80 ± 0.02 U/ml). Penicillium miczynskii produced the highest levels of endoglucanasic activity (0.13 ± 0.03 U/ml), which, in turn, was favored in the pineapple peel presence (0.18 ± 0.02 U/ml). In relation to amylase, A. niger J26 was selected as the best producer strain (6.10 ± 0.30 U/ml) with wheat bran as the best substrate for their production (7.32 ± 0.14 U/ml). Penicillium verruculosum exhibited the highest level of poligalacturonase activity (8.65 ± 0.12 U/ml)), especially when grown in orange peel presence (10.32 ± 0.10 U/ml). These wastes use in these enzymes production may not only reduce their production cos

Muitas enzimas produzidas por fungos têm relevantes aplicações em diferentes áreas industriais. O objetivo deste trabalho foi selecionar fungos filamentosos produtores de enzimas hidrolíticas, bem como estabelecer os resíduos agroindustriais capazes de induzir maiores níveis de produção. As atividades xilanásica, endoglucanásica, amilásica e poligalacturonásica foram determinadas incubandose os filtrados de cultura com seus respectivos substratos. Posteriormente, a determinação de açúcares redutores foi realizada utilizando-se o reagente ácido 3,5-dinitrosalicílico. A determinação de proteínas foi realizada segundo o método de Bradford modificado. Dentre as linhagens fúngicas avaliadas, Aspergillus niger J4 apresentou maiores níveis de produção de xilanases (8,73 ± 0,34 U/mL) e esta foi maior quando o bagaço de malte foi utilizado como substrato (9,80 ± 0,02 U/mL). Penicillium miczynskii produziu os índices mais elevados de atividade endoglucanásica (0,13 ± 0,03 U/mL), sendo está última favorecida na presença de casca de abacaxi (0,18 ± 0,02 U/mL). Em relação à amilase, A. niger J26 foi selecionada como a melhor linhagem produtora (6,10 ± 0,30 U/mL), sendo o farelo de trigo estabelecido como o melhor substrato indutor de sua produção (7,32 ± 0,14 U/mL). Penicillium verruculosum exibiu os maiores níveis de atividade poligalacturonásica (8,65 ± 0,12 U/mL), especialmente quando cu

Filamentous fungi and agro-industrial residues selection for enzyme production of biotechnological interest / Seleção de fungos filamentosos e de resíduos agroindustriais para a produção de enzimas de interesse biotecnológico

Many fungal enzymes have relevant applications in different industrial areas. The objective of this work was to select fungi producing hydrolytic enzymes, as well as establish agro-industrial wastes capable of inducing higher production levels. Xylanase, endoglucanase, amylase and poligalacturonase activities were determined by incubating the culture filtrates with their respective substrates. Subsequently, the reducing sugars determination was carried out using 3,5-dinitrosalicylic acid reagent.The protein determination was performed according the modified Bradford method. Among the fungal strains evaluated, Aspergillus niger J4 showed higher levels of xylanase production (8.73 ± 0.34 U/ml) and this was greatest when brewers spent grain was used as substrate (9.80 ± 0.02 U/ml). Penicillium miczynskii produced the highest levels of endoglucanasic activity (0.13 ± 0.03 U/ml), which, in turn, was favored in the pineapple peel presence (0.18 ± 0.02 U/ml). In relation to amylase, A. niger J26 was selected as the best producer strain (6.10 ± 0.30 U/ml) with wheat bran as the best substrate for their production (7.32 ± 0.14 U/ml). Penicillium verruculosum exhibited the highest level of poligalacturonase activity (8.65 ± 0.12 U/ml)), especially when grown in orange peel presence (10.32 ± 0.10 U/ml). These wastes use in these enzymes production may not only reduce their production cos

Muitas enzimas produzidas por fungos têm relevantes aplicações em diferentes áreas industriais. O objetivo deste trabalho foi selecionar fungos filamentosos produtores de enzimas hidrolíticas, bem como estabelecer os resíduos agroindustriais capazes de induzir maiores níveis de produção. As atividades xilanásica, endoglucanásica, amilásica e poligalacturonásica foram determinadas incubandose os filtrados de cultura com seus respectivos substratos. Posteriormente, a determinação de açúcares redutores foi realizada utilizando-se o reagente ácido 3,5-dinitrosalicílico. A determinação de proteínas foi realizada segundo o método de Bradford modificado. Dentre as linhagens fúngicas avaliadas, Aspergillus niger J4 apresentou maiores níveis de produção de xilanases (8,73 ± 0,34 U/mL) e esta foi maior quando o bagaço de malte foi utilizado como substrato (9,80 ± 0,02 U/mL). Penicillium miczynskii produziu os índices mais elevados de atividade endoglucanásica (0,13 ± 0,03 U/mL), sendo está última favorecida na presença de casca de abacaxi (0,18 ± 0,02 U/mL). Em relação à amilase, A. niger J26 foi selecionada como a melhor linhagem produtora (6,10 ± 0,30 U/mL), sendo o farelo de trigo estabelecido como o melhor substrato indutor de sua produção (7,32 ± 0,14 U/mL). Penicillium verruculosum exibiu os maiores níveis de atividade poligalacturonásica (8,65 ± 0,12 U/mL), especialmente quando cu

Use of RAPD, enzyme activity staining, and colony size to differentiate phytopathogenic Fuzarium Oxysporum isolates from Iran

Fusarium oxysporum is a common soilborn plant pathogen with a worldwide distribution. Fusarium yellows disease of chickpea (Cicer arientinum) caused by F.oxysporum is one of the most destructive soilborn disease which is a major production constraint in chickpea-growing regions of Iran. Three laboratory methods "amplification of genomic DNA using random primers, enzyme activity staining, and colony size determination" have been used to discriminate between highly virulent (HV) and weakly virulent (WV) isolates of F. oxysporum. On the basis of colony size (a traditional morphological method) and the ability of isolates to produce pectic enzymes, five HV isolates were differentiated from three WV isolates. The HV isolates formed large colony (ranging from 10.1 to 12.6 mm in diameter) and showed the same enzyme pattern,while the WV isolates produced small colony (ranging from 5.8 to 7.8 mm in diameter) and had not detectable enzyme activity in the stained overlaying gel. Twelve arbitrary 10-mer primers were tested on these 8 isolates of F. oxysporum by Polymerase Chain Reaction (PCR). Cluster analysis of the data from the DNA amplification by Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD), differentiated HV from WV isolates. The results obtained from RAPD test confirmed the classification of these eight isolates based on pathogenicity test, colony size, and enzyme activity staining into two groups (HV and WV).

Fusarium oxysporum é um fitopatógeno amplamente difundido nos solos. A doença amarela do grão-de-bico (Cicer arietinum), causada por ele é destrutiva e um grande problema nas regiões produtoras do Irã. Três métodos de laboratório: amplificação aleatória de DNA genômico (RAPD), coloração de atividade enzimática e determinação das dimensões de colônia, foram usados para diferenciar isolados de Fusarium oxysporum altamente virulentos (HV) e fracamente virulentos (WV). Baseado no tamanho da colônia (método morfológico tradicional) e na capacidade dos isolados produzirem enzimas pécticas, cinco isolados HV foram diferenciados de três WV. Enquanto os isolados HV formaram colônias grandes (entre 10,1 e 12,6 mm de diâmetro) e apresentaram o mesmo padrão enzimático, os isolados WV produziram colônias pequenas (entre 5,8 e 7,8 mm de diâmetro) e não tiveram atividade enzimática detectável no gel de cobertura corado. Doze primers arbitrários foram testados nos 8 isolados de Fusarium oxysporum por reação de polimerase em cadeia (PCR). As análises dos dados da amplificação de DNA pelo método de amplificação aleatória do DNA polimórfico (RAPD) diferenciaram os isolados HV dos WV. Os resultados obtidos pelo teste RAPD confirmaram a classificação dos 8 isolados pelos testes de patogenicidade, tamanho da colônia e atividade enzimática de coloração nos dois grupos, HV e WV.

Metanol e sua formação em relação ao uso de enzimas pectinolíticas na produção de vinhos / Methanol and its formation in relation to the pectinolíticas enzyme use in the production of wines

O uso de enzimas pectinolíticas na elaboração de vinhos pode resultar num aumento do teor de metanol no meio (principalmente em cultivares não viníferas). Três cultivares de uva foram tratadas com enzimas pectinolíticas em duas concentrações: uma com a concentrações: uma com a concentração recomendada pelo fabricante e outra com o dobro da recomendação. A quantidade de metanol no vinho resultante e o rendimento do mosto foram avaliados em relação à quantidade de enzimas adicionada. Metanol foi analisado por cromatografia gasosa e o rendimento através da relação entre o volume total de líquido obtido e o peso inicial. O uso destas enzimas aumentou o teor de metanol, não ultrapassando, entretanto, os valores admitidos pela legislação. Os resultados mostraram também que a cultivar vinífera apresentou uma quantidade de metanol bastante inferior às duas não viníferas, o que, provavelmente, acontece com todas as viníferas. Assim, o teor de metanol depende da quantidade de enzimas adicionadas, da cultivar e do tempo de contato com as películas. Finalmente, o rendimento também aumentou com a adição de enzimas, como era esperado. Estes resultados confirmaram que o uso da enzima aumenta os teores de metanol em vinhos sem, contudo, causar danos à saúde do consumidor.(AU)

The use of pectic enzymes in the winemaking process might result in a increase of the methanol content. In this work three grape varietíes were treated with two different pectic enzymes concentrations: one with the amount recommended by the producer and another wíth the double of this amount. The influence of the enzyme as related to the methanol formation and must yield was studíed. Methanol was analyzed by GC gas chromatography, and must yield was defined as the relation between the total amount of juíce obtained and initial grape' s weight. The use of pectic enzymes resulted in an increase of methanol content; however, it must be pointed, the quantities remained below the Brazilian Legal Limit. The results showed a higher amount of methanol in non vinifera grapes as compared to vinifera grapes 50, it can be said, that the methanol content had been influenced by the amount of enzymes added, grape variety and the time of skin contact. Finally, the must yield was increased by the use of pectic enzymes. The results support the idea that pectic enzymes increase the methanol content of wines and at the same time increase the must yield. (AU)

A influência de enzimas pectinolíticas e cultivares de videira, na formação de álcoois superiores (óleo fusel), durante a fermentação de mostos / The pectic enzymes influence and to cultivate of grapevine, in the formation of higher alcohols (oil fusel), during the fermentation

O uso de enzimas pectinolíticas em vinificação está amplamente difundido por trazer uma série de benefícios à indústria vinícola. Os mostos e vinhos tratados com essas enzimas sofrem efeitos em alguns parâmetros e em seus componentes químicos. Três cultivares de uva foram tratadas com enzimas pectinolíticas em duas concentrações: uma com a concentração recomendada pelo fabricante e outra com o dobro da recomendação. A influência da adição de enzimas pectinolíticas e cultivares de uva foram consideradas em relação à formação dos álcoois superiores durante a fermentação. Foram realizadas análises cromatográficas para a determinação dos álcoois superiores. Os dois álcoois amílicos e a soma total de álcoois superiores da cv. Isabel apresentaram teores inferiores aos normalmente encontrados para esta cultivar; porém, todos os álcoois tiveram seus teores mais elevados nas vinificações com o uso de enzimas. Na cv. Cabernet Sauvignon, que se caracteriza por apresentar teores de álcoois superiores elevados, também houve um aumento quando sofreu a adição de enzimas. A cv. Niágara apresentou teores elevados de álcoois superiores, sem, no entanto, haver aumento em função do uso de enzimas. Assim, o tratamento enzimático afetou os níveis de álcoois superiores principalmente nas cultivares tintas estudadas. Finalmente, os teores de álcoois superiores foram significativamente diferentes entre as cultivares.(AU)

The use of pectic enzymes is a common process used in the winemaking industry all over the world. The mustsand wines treated with these enzymes presented some modifications in the chemical components and in some parameters. In this work three grape varieties were treated with two different pectic enzymes concentrations: one with the amount recommended by the producer and another with the double this amount. The influence of the enzyme and the grape varieties as related to the higher alcohols formation during fermentation was studied. Higher alcohols were determined by GC, gas chromatography. The two amyl alcohols and the sum of the total higher alcohols in the Isabella variety were present in the wine in a lower amount than those reported before; however, in this variety, all the individual analyzed higher alcohols were presented in higher amounts in the wines treated with the enzyme. The same behavior happened with Cabernet 5auvignon, characterized by high concentrations of higher alcohols, in which there were an increase in these alcohols with the enzyme treatment. The exception happened with Niagara were the enzyme treatment did not increase the amount of higher alcohols. 50, one can say that the enzyme treatment had an influence in the red varieties studied. Finally, the amount of higher alcohols were significantly different in the grape varieties studied. (AU)