Safety issues related to the employment of synthetic colorants in different industrial segments have increased the interest in the production of colorants from natural sources, such as microorganisms. Improved cultivation technologies have allowed the use of microorganisms as an alternative source of natural colorants. The objective of this work was to evaluate the influence of some factors on natural colorants production by a recently isolated from Amazon Forest, Penicillium purpurogenum DPUA 1275 employing statistical tools. To this purpose the following variables: orbital stirring speed, pH, temperature, sucrose and yeast extract concentrations and incubation time were studied through two fractional factorial, one full factorial and a central composite factorial designs. The regression analysis pointed out that sucrose and yeast extract concentrations were the variables that influenced more in colorants production. Under the best conditions (yeast extract concentration around 10 g/L and sucrose concentration of 50 g/L) an increase of 10, 33 and 23% respectively to yellow, orange and red colorants absorbance was achieved. These results show that P. purpurogenum is an alternative colorants producer and the production of these biocompounds can be improved employing statistical tool.

No presente trabalho, estudaram-se os efeitos de diversos parâmetros sobre a extração das proteínas caseína e albumina de soro bovino empregando micelas reversas de lecitina de soja. Independentemente da condição empregada, a extração da albumina apresentou baixo rendimento (variando de 0% a 4%, aproximadamente), resultado de um significativo efeito de exclusão por tamanho. Com relação à caseína, o rendimento da extração aumentou 23 vezes com o aumento do tempo de agitação, ou seja, com o maior tempo de contato entre a proteína e o sistema de micelas reversas. A adição de 1-hexanol ao sistema, usado como co-solvente, foi efetiva, aumentando a solubilização da caseína em 36%, sendo os rendimentos da extração desta proteína muito influenciados pelo pH. Os valores máximos de eficiência obtidos foram de 20% em pH 7,9, 80% em pH 5,4 e 100% em pH 5,0 (pH próximo ao pI da proteína).

In this work, the effect of different parameters for extraction of casein and bovine serum albumin (BSA) were studied. Such proteins were extracted by soybean lecithin reversed micelles. BSA extraction was not effective, independent of the extraction conditions employed. Owing to its molar mass, the effect of exclusion by size was clearly observed. The casein extraction yield increased about 23-fold as a function of agitation time. In other words, the increase occurred by using higher contact time between protein and reversed micelles. The use of hexanol as a co-solvent was effective, and increased casein extraction to 36%. The extraction values were strongly influenced by pH, and the high extraction yield was obtained under the following conditions: 20% at pH 7.9, 80% at pH 5.4 e 100% at pH 5.0 (close to casein isoelectrical point).

Glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH) é uma importante enzima usada em estudos bioquímicos e médicos, bem como em diversos métodos analíticos com aplicação comercial e industrial. Neste trabalho foi avaliado a extração da G6PDH em sistemas de duas fases aquosas (ATPS) constituídos por poli(etilenoglicol) (PEG)/tampão fosfato, usando como fonte de enzima um meio preparado por rompimento de leveduras de panificação comercial. Inicialmente foram investigados os efeitos da massa molar do PEG na partição da enzima e da homogeneização e repouso no equilíbrio do sistema. Na sequência, diversos ATPS foram preparados usando análise estatística (planejamento fatorial 2²). Os resultados, incluindo parâmetros cinéticos e termodinâmicos para a atividade da G6PDH, indicaram parcial purificação desta enzima em ATPS constituídos por 17,5% (p/p) PEG400 e 15,0% (p/p) fosfato. Um alto valor de recuperação enzimática (97,7%), um alto coeficiente de partição (351), e um fator de purificação aceitável (2,28 vezes maior que em homogenato celular) foram obtidos na fase superior do sistema. Assim, foi possível alcançar uma pré-purificação eficaz da enzima separando alguns contaminadores aplicando um método simples tal como a extração líquido-líquido em sistemas bifásicos (ATPS).

Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) is an important enzyme used in biochemical and medical studies and in several analytical methods that have industrial and commercial application. This work evaluated the extraction of G6PDH in aqueous two-phase system (ATPS) of poly(ethyleneglycol) (PEG)/phosphate buffer, using as enzyme source a medium prepared through commercial baker's yeast disruption. Firstly, the effects of PEG molar mass on the enzyme partition and of homogenization and rest on the system equilibrium were investigated. Afterwards, several ATPS were prepared using statistical analysis (2² factorial design). The results, including kinetic and thermodynamic parameters for the G6PDH activity, showed partial purification of this enzyme in ATPS composed of 17.5% (w/w) PEG400 and 15.0% (w/w) phosphate. A high enzymatic recovery value (97.7%), a high partition coefficient (351), and an acceptable purification factor (2.28 times higher than in cell homogenate) were attained from the top phase. So, it was possible to attain an effective enzyme pre-purification by separating some contaminants with a simple method such as liquid-liquid extraction in aqueous two-phase systems (ATPS).

A xilose redutase (XR) (E.C.1.1.1.21), produzida por Candida guilliermondii cultivada em hidrolisado de bagaço de cana de açúcar, foi separada diretamente do homogenato livre de células através da técnica de micelas reversas feitas com cetil trimetil brometo de amônio (CTAB). Obteve-se um rendimento de recuperação da enzima de 100% e um fator de enriquecimento de 5,6 vezes. As condições de extração foram: pH=7,0, condutividade elétrica = 14 mS/cm, T= 5 ºC, 5% (w/w) de hexanol, 22% (w/w) de butanol e 0.15M CTAB. A XR após a extração manteve-se estável no intervalo de pH entre 6.0 e 6.5, sendo a constante de inativação térmica cerca de 6,5 vezes maior do que aquela antes da extração. Os valores de Vmax da XR frente à xilose e NADPH antes e após a extração por micelas reversas diferiram cerca de 6%, enquanto que as diferenças nos valores de K M foram mais pronunciadas. O (K M)xilose para a XR após a extração foi cerca de 35% maior do que antes da extração, enquanto que (K M)NADPH foi 30% menor após do que antes da extração. As variações nos valores de K M indicam, indiretamente, que a afinidade da XR simultaneamente diminui para a xilose e aumenta para o NADPH. Este resultado poderia explicar a razão pela qual os valores de Vmax antes e após a extração terem sido praticamente iguais.

Xylosereductase (XR) (E.C.1.1.1.21), produced by Candida guilliermondii, grown in sugar cane bagasse hydrolysate, was separated directly from the cell homogenate by reversed micelles of cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB), attaining a recovery yield of 100% and enrichment factor of 5.6 fold. The extraction conditions were: pH=7.0, electrical conductivity= 14 mS/cm, T=5 ºC, 5% (w/w) of hexanol, 22% (w/w) of butanol and 0.15 M CTAB. The XR after extraction was stable in pH interval of 6.0-6.5 and its heat inactivation constant was about 6.5 fold higher than that before extraction. The Vmax values against both xylose and NADPH for XR before and after extraction by reversed-micelles differed about 6%, whereas the difference on K M values were more pronounced. The (K M)xylose for XR after extraction was about 35% higher than before extraction, meanwhile (K M)NADPH was about 30% lower after than before extraction. As the K M variations indirectly signaled, the XR affinity simultaneously diminishes for xylose and increases for NADPH. This could probably explain why the Vmax values for XR before and after extraction were quite similar.

Este trabalho avaliou a produção de xilitol pela levedura Candida guilliermondii, a partir de hidrolisado hemicelulósico de palha de arroz não tratado e tratado com carvão ativo, ambos suplementados ou não com nutrientes (sulfato de amônio, cloreto de cálcio e extrato de farelo de arroz). Os resultados mostraram que tanto o rendimento como a produtividade volumétrica em xilitol diminuíram quando os nutrientes foram adicionados em ambos hidrolisados, tratado e não tratado. Em hidrolisado tratado, a eficiência de conversão de xilose em xilitol foi de 79% quando em ausência de nutrientes. Estes resultados mostram que o hidrolisado hemicelulósico de palha de arroz tratado com carvão ativo é uma fonte barata de xilose e outros nutrientes, para a produção de xilitol por Candida guilliermondii. A não necessidade de adicionar nutrientes ao meio a base de hidrolisado é muito vantajosa, uma vez que o processo se torna mais econômico.

Xylitol was produced by Candida guilliermondii from charcoal-treated and untreated rice straw hemicellulosic hydrolysate with or without nutrients (ammonium sulphate, calcium chloride, rice bran extract). Both, xylitol yield and volumetric productivity decreased significantly when the nutrients were added to treated and untreated hydrolysates. In the treated hydrolysate, the efficiency of xylose conversion to xylitol was 79% when the nutrients were omitted. The results demonstrated that rice straw hemicellulosic hydrolysate treated with activated charcoal was a cheap source of xylose and other nutrients for xylitol production by C. guilliermondii. The non-necessity of adding nutrients to the hydrolysate media would be very advantageous since the process becomes less costly.

O hidrolisado hemicelulósico de palha de arroz foi tratado com cinco tipos de carvão ativo (pó e granulado) com o objetivo de remover, por adsorção, compostos tóxicos que podem agir como inibidores no processo de bioconversão de xilose em xilitol, por Candida guilliermondii. Os valores máximos de fator de rendimento em xilitol (Y P/S = 0,67g g-1) e produtividade volumétrica (Q P = 0,61g L-1 h-1) foram atingidos quando o hidrolisado foi tratado com carvão ativo em pó de partículas de tamanho pequeno (0,043mm), baixa granulometria (32% retidos em peneira de 325mesh) e grande área superficial (860m² g-1), características as quais favoreceram a adsorção dos compostos tóxicos.

Rice straw hemicellulosic hydrolysate was treated with five kinds of activated charcoal (powdered and granulated) in order to remove, by adsorption, toxic compounds that can be act as inhibitors in the bioconversion of xylose to xylitol, by Candida guilliermondii. Maximum values of xylitol yield factor (Y P/S= 0.67g g-1) and volumetric productivity (Q P=0.61g L-1h-1) were provided by powdered activated charcoal with small particles size (0.043mm), low granulometry (32% restrained in 325mesh) and large surface area (860m² g-1), characteristics which favoured the toxic compounds adsorption.

beta-Xylosidase recovery by reversed micelles using CTAB cationic surfactant was performed under different experimental conditions. A 2²-full orthogonal design with center points was employed to optimize the recovery of this enzyme and to evaluate the influence of the factors CTAB (A) and butanol concentration (B) on the enzyme extraction. A mathematical model to represent the enzyme recovery as a function of A and B was proposed. According to the model, the CTAB and butanol concentrations necessary to attain the maximum beta-xylosidase recovery (43%) were 0.26 M and 29.4%, respectively. The results showed that the recovery value predicted by the model was similar to that obtained experimentally (44.3%).

Ao empregar adoçantes na produção de bebidas e alimentos, as indústrias atualmente levam em conta a quantidade de calorias do edulcorante, a possibilidade de seu uso em dietas para redução ou controle de peso e o grau de semelhança entre o seu sabor e o do açúcar. Nesse sentido, um produto que vem atraindo a atenção dos fabricantes de bebidas e alimentos é o xilitol, adoçante que se destaca das demais substâncias do gênero, não só pelo fato de poder ser obtido por via biotecnológica, mas também por possuir importantes propriedades físico-químicas e fisiológicas. Graças a essas propriedades, o xilitol tem um grande potencial de aplicação nas áreas odontológica e médica, tendo-se mostrado eficaz no combate às cáries dentárias e no tratamento de outros males como diabetes, desordem no metabolismo de lipídeos e lesões renais e parenterais. Além disso, o xilitol previne infecções pulmonares, otite e osteoporose. Por todas essas razões, a incorporação do xilitol em dietas alimentares representa benefício tanto para os que necessitam de uma dieta controlada quanto para aqueles que, embora não tendo distúrbios metabólicos, preocupam-se com a saúde e com o bem-estar físico.

When utilizing any type of sweetener for the production of drinks and food, the current industries take into account the calories of the sweetener, the possibility of employing it to reduce or to control weight and its similarity to sugar concerning taste. In this regard, a product that has drawn the attention of food and drink manufacturers is xylitol, which stands out among other sweeteners not only because it can be produced by biotechnological process, but also because it has important physicochemical and physiological properties. Owing to these properties, xylitol has much potential for application in the odontological and medical areas, and has been successfully used to combat dental caries and to treat such illnesses as diabetes, disorders in the lipid metabolism and parenteral and renal lesions. Furthermore, xylitol prevents lung infection, otitis and osteoporosis. The incorporation of xylitol into diets brings, therefore, many benefits not only to those who need a controlled food intake, but also to those who care about their own health and physical well-being.

A enzima β-xilosidase, produzida pelo fungo Penicillium janthinellum, foi extraída pelo sistema micelar reverso formado pelo agente tensoativo catiônico CTAB em isoctano, hexanol e butanol. Os efeitos combinados da concentração de CTAB e de butanol sobre a extração da enzima foram estudados empregandose a metodologia de superfície de resposta. A partir dos resultados obtidos, foi proposto um modelo matemático para descrever o processo de extração da β-xilosidase na região de trabalho estudada. De acordo com a equação do modelo, podem ser obtidos valores máximos de recuperação de 35,05 ± 6,40% nas seguintes condições: pH 8,0, concentração de CTAB 0,2 M, concentração de hexanol 5% e concentração de butanol 20%. Nestas condições, foram realizados novos experimentos e o valor médio de recuperação obtido foi de 38%.

β-xylosidase, produced by Penicillium janthinellum, was extracted by using the reversed micellar system of the CTAB (cetyl trimethyl ammonium bromide) cationic surfactant containing isooctane, hexanol and butanol. The combined effects of CTAB and butanol concentrations on enzyme extraction were studied by using the surface response methodology. As a function of the results, it was proposed a mathematical model to describe the process of β-xylosidase extraction. This model predicted a maximal enzyme extraction yield of 35.05±6.4% under the following conditions: pH = 8.0, CTAB = 0.20 M, hexanol = 5% (v/v), and butanol = 20% (v/v). Experimentally, a recovery value of about 38% was attained, and showed that the model is appropriate.