A germinação do milho (Zea mays L.) é usada no processamento de alimentos pela ativação de enzimas endógenas em benefício das propriedades sensoriais, nutricionais e funcionais. Dados sobre alterações composicionais em sementes germinadas são escassas, sobretudo em sementes geneticamente modificadas. Neste estudo foram avaliadas quatro variedades de milho, duas geneticamente modificadas (G1 e G3) e suas genitoras convencionais (C1 e C3), durante as duas primeiras fases da germinação, enfocando a composição química, o desenvolvimento de atividades amilolíticas, as mudanças na concentração e morfologia do amido, e o perfil das proteínas remanescentes durante um período de 72h. As sementes germinaram rapidamente ocorrendo a primeira protrusão radicular às 12 h após a embebição, ao atingirem um teor de umidade de aproximadamente 20%. A atividade de α-amilase alterou-se após 24 h, seguida por acentuada elevação até o tempo 72h. A atividade β-amilásica foi detectada desde o início dos ensaios de germinação, caracterizada por incremento constante até 48h entre as sementes convencionais e até 72h entre as sementes modificadas. Os níveis de atividade amilolítica total permaneceram elevados no decorrer da germinação, com maior intensidade nas variedades GM, porém com os perfis das hidrólises semelhantes. A redução dos teores de amido foi observada após as 12h e 24h, indicando o início da mobilização de reservas de carboidratos. As alterações morfológicas no grânulo de amido nas diferentes etapas da germinação foram acompanhadas por microscopia eletrônica de varredura, com resultados semelhantes nas quatro variedades investigadas. Diferenças significativas foram observadas apenas nas composições químicas e nos perfis proteicos entre os dois grupos de sementes de milho (C1-G1 e C3-G3), indicando variação normal entre as variedades convencionais genitoras, sem comprometer a segurança dos milhos GM, nem tampouco o emprego em processos fermentativos. Ao contrário, as sementes de milho GM apresentaram mobilização mais rápida do amido nas primeiras duas fases da germinação. / The maize (Zea mays L.) germination activates endogenous enzymes that is useful on food processing to develop sensorial, nutritional, and functional properties. Data about germinated seeds are scarce, especially in genetically modified seeds. In this study we evaluated four maize varieties, two genetically modified (G1 and G3) and their conventional parents (C1 and C3) during the first two steps of germination, focusing on the chemical composition, changes in the starch concentration and morphology, the development of amylolytic activity and the profile of the proteins remaining during a period of 72h. The seeds germinate quickly occurring the first roots protrusion at 12 hours after imbibition, to reach a moisture content of approximately 20%. The activity of αamylase changed after 24 h, followed by marked elevation until 72 hours. The activity of β-amylase was detected since the beginning of the tests of germination, characterized by the constant increase until 48 hours by the conventional seeds up to 72h by the modified seeds. The levels of total amylolytic activity stay high in the course of germination, with a greater intensity in the GM varieties, however with the similar hydrolysis profiles. The reduction of the levels of starch was observed after 12h and 24h, indicating the beginning of the mobilization of the carbohydrate reserves. The morphological changes in the starch granules at the different stages of germination were observed by scanning electron microscopy, with similar results in the four varieties investigated. Significant differences were observed only in chemical compositions and in profiles the protein between the two groups of the corn seeds (C1-G1, and C3-G3), indicating normal variation between conventional varieties, without compromising the safety of the GM maize, or their employment in fermentative processes. In contrast, GM maize seeds showed faster mobilization of starch in the first two stages of germination.

A maca é uma raiz aromática com 52 a 76% de carboidratos e seu período de conservação pós-colheita é bastante longo, sem demonstrar sinais de deterioração. O mecanismo de degradação do amido e dos componentes da parede celular via ação enzimática não eram ainda conhecidos. O objetivo do trabalho foi caracterizar a ação de enzimas amilolíticas e pectinolíticas nessas raízes, bem como a morfologia do grânulo de amido e a composição centesimal. Os resultados mostraram que foi obtida a purificação parcial de β-amilase com peso molecular aproximado de 57 kDa, com atividade máxima a 40,7 ºC e pH de 5,1. A pectinesterase foi extraída a pH 6,0 com maior atividade a 49,4ºC e pH 6,6 a maior atividade da poligalacturonase foi a 46 ºC e pH 5,4, quando extraída a pH 8,5.O teor de amido total foi de 8,92%, os grânulos apresentaram morfologia oval em observados em microscopia eletrônica de varredura (MEV). / Maca is an aromatic root that contends 52 to 76 per cent of carbohydrates and is very stable for a long period without signals of deterioration. The degradation mechanisms of the reserve carbohydrates and the cell wall components by enzymatic way had not been described yet. The main objective of this study was the identification of inner enzymes which degrades the starch and the pectins; the others objectives were the analysis and the morphology of the starch grains as well as the root\'s contend composition. The results showed that was obtained the partial purification of a β- amylase, characterized by the molecular mass of 57 kDa, with a highest activity at 40.7 °C and pH 5.1. The pectinesterease was extracted with a pH of 6.0 and its maximum activity was at 49.4 °C and pH 6.6; the polygalacturonase was extracted with a pH of 8.5 and its top activity was achieved at 46 °C and pH 5.4. The total contend of starch was 8.92 % and the grains had an oval morphology observed by SEM.

A maca é uma raiz aromática com 52 a 76% de carboidratos e seu período de conservação pós-colheita é bastante longo, sem demonstrar sinais de deterioração. O mecanismo de degradação do amido e dos componentes da parede celular via ação enzimática não eram ainda conhecidos. O objetivo do trabalho foi caracterizar a ação de enzimas amilolíticas e pectinolíticas nessas raízes, bem como a morfologia do grânulo de amido e a composição centesimal. Os resultados mostraram que foi obtida a purificação parcial de β-amilase com peso molecular aproximado de 57 kDa, com atividade máxima a 40,7 ºC e pH de 5,1. A pectinesterase foi extraída a pH 6,0 com maior atividade a 49,4ºC e pH 6,6 a maior atividade da poligalacturonase foi a 46 ºC e pH 5,4, quando extraída a pH 8,5.O teor de amido total foi de 8,92%, os grânulos apresentaram morfologia oval em observados em microscopia eletrônica de varredura (MEV). / Maca is an aromatic root that contends 52 to 76 per cent of carbohydrates and is very stable for a long period without signals of deterioration. The degradation mechanisms of the reserve carbohydrates and the cell wall components by enzymatic way had not been described yet. The main objective of this study was the identification of inner enzymes which degrades the starch and the pectins; the others objectives were the analysis and the morphology of the starch grains as well as the root\'s contend composition. The results showed that was obtained the partial purification of a β- amylase, characterized by the molecular mass of 57 kDa, with a highest activity at 40.7 °C and pH 5.1. The pectinesterease was extracted with a pH of 6.0 and its maximum activity was at 49.4 °C and pH 6.6; the polygalacturonase was extracted with a pH of 8.5 and its top activity was achieved at 46 °C and pH 5.4. The total contend of starch was 8.92 % and the grains had an oval morphology observed by SEM.

A germinação do milho (Zea mays L.) é usada no processamento de alimentos pela ativação de enzimas endógenas em benefício das propriedades sensoriais, nutricionais e funcionais. Dados sobre alterações composicionais em sementes germinadas são escassas, sobretudo em sementes geneticamente modificadas. Neste estudo foram avaliadas quatro variedades de milho, duas geneticamente modificadas (G1 e G3) e suas genitoras convencionais (C1 e C3), durante as duas primeiras fases da germinação, enfocando a composição química, o desenvolvimento de atividades amilolíticas, as mudanças na concentração e morfologia do amido, e o perfil das proteínas remanescentes durante um período de 72h. As sementes germinaram rapidamente ocorrendo a primeira protrusão radicular às 12 h após a embebição, ao atingirem um teor de umidade de aproximadamente 20%. A atividade de α-amilase alterou-se após 24 h, seguida por acentuada elevação até o tempo 72h. A atividade β-amilásica foi detectada desde o início dos ensaios de germinação, caracterizada por incremento constante até 48h entre as sementes convencionais e até 72h entre as sementes modificadas. Os níveis de atividade amilolítica total permaneceram elevados no decorrer da germinação, com maior intensidade nas variedades GM, porém com os perfis das hidrólises semelhantes. A redução dos teores de amido foi observada após as 12h e 24h, indicando o início da mobilização de reservas de carboidratos. As alterações morfológicas no grânulo de amido nas diferentes etapas da germinação foram acompanhadas por microscopia eletrônica de varredura, com resultados semelhantes nas quatro variedades investigadas. Diferenças significativas foram observadas apenas nas composições químicas e nos perfis proteicos entre os dois grupos de sementes de milho (C1-G1 e C3-G3), indicando variação normal entre as variedades convencionais genitoras, sem comprometer a segurança dos milhos GM, nem tampouco o emprego em processos fermentativos. Ao contrário, as sementes de milho GM apresentaram mobilização mais rápida do amido nas primeiras duas fases da germinação. / The maize (Zea mays L.) germination activates endogenous enzymes that is useful on food processing to develop sensorial, nutritional, and functional properties. Data about germinated seeds are scarce, especially in genetically modified seeds. In this study we evaluated four maize varieties, two genetically modified (G1 and G3) and their conventional parents (C1 and C3) during the first two steps of germination, focusing on the chemical composition, changes in the starch concentration and morphology, the development of amylolytic activity and the profile of the proteins remaining during a period of 72h. The seeds germinate quickly occurring the first roots protrusion at 12 hours after imbibition, to reach a moisture content of approximately 20%. The activity of αamylase changed after 24 h, followed by marked elevation until 72 hours. The activity of β-amylase was detected since the beginning of the tests of germination, characterized by the constant increase until 48 hours by the conventional seeds up to 72h by the modified seeds. The levels of total amylolytic activity stay high in the course of germination, with a greater intensity in the GM varieties, however with the similar hydrolysis profiles. The reduction of the levels of starch was observed after 12h and 24h, indicating the beginning of the mobilization of the carbohydrate reserves. The morphological changes in the starch granules at the different stages of germination were observed by scanning electron microscopy, with similar results in the four varieties investigated. Significant differences were observed only in chemical compositions and in profiles the protein between the two groups of the corn seeds (C1-G1, and C3-G3), indicating normal variation between conventional varieties, without compromising the safety of the GM maize, or their employment in fermentative processes. In contrast, GM maize seeds showed faster mobilization of starch in the first two stages of germination.

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No. of bitstreams: 1 lara_ec_dr_jabo.pdf: 2409729 bytes, checksum: e194e997676a12d24a5d5381ac74c7d5 (MD5) Previous issue date: 2017-05-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Objetivou-se neste trabalho avaliar os efeitos de dietas contendo silagem inoculada com Lactobacillus plantarum e Bacillus subtilis e suplementadas ou não com amilase sobre a digestibilidade aparente, fermentação ruminal e síntese de proteína microbiana em carneiros, assim como o desempenho e qualidade de carne de cordeiros. Para tanto, dois estudos foram conduzidos, no quais os animais receberam um dos quatro tratamentos (dietas): 1) silagem de milho não inoculada sem adição de amilase na mistura total da ração (MTR); 2) silagem de milho não inoculada e amilase adicionada na MRT; 3) silagem de milho inoculada com 1 × 105 UFC de L. plantarum e 1 × 105 UFC de B. subtilis, sem adição de amilase; 4) silagem de milho inoculada com 1 × 105 UFC de L. plantarum e 1 × 105 UFC de B. subtilis e amilase adicionada na MRT. A enzima utilizada foi a amilase numa taxa de aplicação de 2 g de produto / kg de matéria seca (MS) da dieta (602 unidade dextrinizante (UD) / kg de MS da dieta). A suplementação com amilase em dietas contendo silagem não inoculada aumentou (P=0,045) o consumo de matéria seca dos carneiros quando comparados com aqueles alimentados com silagem não inoculada sem suplementação com amilase (1,311 vs. 1,066 g/d), mas não diferiu dos outros tratamentos. A digestibilidade aparente da MS, MO, PB, FDN e EB aumentou (P<0,01) nos carneiros alimentos com silagem inoculada ou suplementados com amilase, sem interações entre os tratamentos. Os animais alimentados com dietas contendo silagem não inoculada e suplementados com amilase apresentaram alta proporção de ácido propiônico e baixa de ácido acético, e consequentemente baixa relação de aceitoc:propiônico. A síntese de proteína microbiana tendeu a ser maior (P=0,097) nos carneiros alimentados com silagem não inoculada e suplementados com amilase e também nos que receberam dieta contendo silagem inoculada sem suplementação com amilase (8,01; 8,05 g/d, respectivamente). Entretanto, nenhum efeito foi verificado na eficiência de síntese de proteína microbiana. No segundo estudo, cordeiros alimentados com silagem inoculada apresentaram maior consumo de FDN (P=0,019) do que aqueles alimentados com silagem não inoculada (266,5 vs. 245,0 g/d). Cordeiros que receberam dieta contendo silagem inoculada apresentam maior ganho de peso diário (P=0,019) quando comparados àqueles alimentados com silagem de milho não inoculada (232,5 vs. 211,5). A inoculação da silagem aumentou (P<0,05) o conteúdo de ácidos graxos saturados (AGS) e diminuiu (P<0,05) o conteúdo de ácidos graxos insaturados (AGI) (47,55 vs. 46,21% e 52,44 vs. 53,79%, respectivamente), e consequentemente, diminuiu a relação UFA:SFA. A suplementação com amilase no momento da alimentação tendeu (P<0,10) a diminuir a relação AGPI:AGS (0,14 vs. 0,16). O uso de amilases em dietas contendo silagem de milho inoculada não resultou em respostas positivas na digestibilidade e síntese de proteína microbiana de carneiros, bem como não alterou as características de carcaça e qualidade de carne de cordeiros. O uso de dietas contendo silagem de milho inoculada com L. plantarum e B. subtilis e não suplementadas com amilase, aumentou o ganho de peso de cordeiros. / This trial aimed to evaluate the effects of diets containing corn silage inoculated with Lactobacillus plantarum and Bacillus subtilis and supplemented or not with amylase on the apparent digestibility, ruminal fermentation and microbial protein synthesis of wethers as well as, the growth performance and meat quality of lambs. For that, two studies were carried out and in both studies the animals received one of four treatments (diets): 1) Corn silage uninoculated and without amylase added to TMR; 2) Corn silage uninoculated and amylase added to TMR; 3) Corn silage inoculated with 1×105 CFU LP [MA 18/5U] and 1×105 CFU BS [AT553098] without amylase added to TMR; 4) Corn silage inoculated with 1×105 CFU LP [MA 18/5U] and 1×105 CFU BS [AT553098] and amylase added to TMR. The enzyme utilized was amylase at the rate of 2 g of the product / kg of dietary dry matter (DM) (602 dextrinizing unit (DU)/kg of dietary DM). Amylase supplementation on the diet containing uninoculated silage increased (P=0.045) dry matter (DM) intake of wethers compared with wethers fed uninoculated silage without amylase supplementation (1,311 vs. 1,066 g/d), but not differed from others treatments. The apparent digestibility of DM, OM, CP, NDF and GE increased (P<0.01) in wethers fed with inoculated silages or supplemented with amylase, without interaction among inoculants and amylase. Wethers fed diets containing uninoculated silage and supplemented with amylase showed higher propionic acid and lower acetic acid proportion, with low acetic:propionic acid ratio, consequently. Microbial N supply tended to be higher (P=0.097) in wethers fed uninoculated silage with amylase supplementation and inoculated silage without amylase (8.01; 8.05 g/d). However, no effect was verified on the efficiency of microbial N synthesis. In the second study, lambs fed inoculated silage had higher NDF intake (P=0.019) than lambs fed uninoculated silage (266.5 vs 245 g/d). Lambs fed inoculated silage had higher average daily gain (P=0.019) when compared with lambs fed uninoculated silages (232.5 vs. 211.5). The inoculation of silage increased (P<0.05) the content of saturated fatty acid (SFA) and decreased (P<0.05) the unsaturated fatty acid (UFA) (47.55 vs. 46.21% and 52.44 vs. 53.79%, respectively) and consequently decreased the UFA:SFA ratio. The amylase supplementation at moment of feeding trended (P<0.10) to decrease the values of PUFA:SFA ratio (0.14 vs. 0.16). The association of amylase in diets containing inoculated silage did not provided positive responses on the digestibility and microbial N supply of wethers and did not alter the carcass and meat quality of lambs. Inoculation of silage with L. plantarum and B. subtilis improved the average daily gain of lambs when was not associated with amylase supplementation. / CNPq: 141008/2014-8

Este trabalho teve como principais objetivos verificar as alterações na atividade de enzimas amilolíticas, pectinolíticas e celulásicas em raízes de mandioquinha-salsa durante o período pós-colheita, sob diferentes condições de armazenamento, visando avaliar os mecanismos de deterioração das raízes, bem como identificar o microrganismo possivelmente responsável pela alta perecibilidade das raízes. Além disso, foram estudadas características físico-químicas e reológicas do amido de mandioquinha extraído em laboratório. Para a detecção de atividade pectinesterásica (PE) e poligalacturonásica (PG) nas raízes, os parâmetros de extração destas enzimas foram otimizados através de metodologia de superfície de resposta (MSR). As enzimas apresentaram pH ótimo de extração de 7,5 e 4,0 para a PE e PG, respectivamente, sendo os outros parâmetros, como tempo de extração e concentração de NaCI, considerados como não-significativos pelo modelo. As enzimas pectinolíticas parecem estar relacionadas à deterioração das raízes durante o armazenamento, associadas ao amolecimento das raízes. Devido à alta produção de gás, sob condições de temperatura e embalagem, a presença de bactérias produtoras de enzimas pécticas e causadoras de podridão-mole pode ser uma das principais causas da alta perecibilidade das raízes. A atividade amilolítica apresenta um importante papel na deterioração da mandioquinha uma vez os açúcares redutores provenientes da hidrólise do amido podem vir a ser substrato para o ataque de microrganismos oportunistas. Representa um dos principais aspectos metabólicos em um tubérculo rico em amido. A atividade celulásica foi praticamente nula durante o armazenamento. A melhor forma de conservação das raízes ocorreu à temperatura de refrigeração, sob acondicionamento a vácuo. O microrganismo isolado das raízes foi identificado através de provas bioquímicas como Erwinia carotovora subsp. odorífera. Em relação às características físico-químicas, o amido de mandioquinha apresentou um teor de amilose abaixo dos valores determinados para cereais e raízes convencionais (12,1 %) e uma boa estabilidade durante a cocção, analisada através da determinação de viscosidade. A turbidez das suspensões de amido também apresentou estabilidade durante o armazenamento, assim como a sinerese, que.em condições ótimas de preparação do gel apresentou 2,53 % de expulsão de água. Ainda sobre a relação água/gel, o pH da solução e a concentração de amido influenciam significativamente a capacidade de retenção de água, enquanto a temperatura de formação do gel não se mostrou um parâmetro significativo. A textura das preparações de amido foi influenciada significativamente pela temperatura de formação do gel e pela concentração de amido utilizada na preparação. O conhecimento de algumas características reológicas e de propriedades físico-químicas do amido de mandioquinha, visando a aplicação como ingrediente alimentício, pode ser uma alternativa a utilização das raízes in natura, principalmente no que diz respeito ao excedente de safra e ao aproveitamento de raízes com baixo valor comercial. / The aim of this work was to verify the changes in amylolytic, pectinolytic and cellulasic activity in Peruvian carrot roots after harvest, under different storage conditions, in order to evaluate the deteriorative mechanisms of the roots, as well as to identify the microorganism possible responsible to its low conservation time. In addition, physico-chemical and rheological characteristics of Peruvian carrot starch were studied. For pectinesterase (PE) and poligalacturonase (PG) detection on the roots, the extraction parameters of both enzymes were optimized by response surface methodology. The enzymes presented the optimum pH values at 7.5 and 4.0 for PE and PG, respectively. Extraction time and NaCI concentration were considered non-significant by the model. Pectic enzymes seams to be related to the deterioration process of Peruvian carrot, that is associated to the root softening. Considering the high volume of gas under specific packing and temperature, the presence of microorganisms soft rot promoters could be the main cause of the high perecibility of the roots. The amylolytic enzymes present an important role on Peruvian carrot deterioration related to the starch hydrolysis and the releasing of reducing sugars, substrate for opportunistic microorganisms. The cellulasic activity was not significant during storage time. Best conditions for roots conservation occurred at 4&#176;C and under vacuum package. The bacteria isolated from the roots were identified by biochemical reactions as Erwinia carotovora subsp. odorifera. Peruvian carrot starch presented low values of amylose content (12.1 %) in comparison to other starch sources and a good stability during cooking, analyzed by viscoamylogram Brabender. The turbidity of starch suspensions presented good stability during storage, as well as water holding capacity, which presented 2.53% in optimal conditions of gel preparation. Syneresis is positively influenced by the pH of past solution and starch concentration whereas temperature of gel formation was not significant. Texture of starch preparations was significant influenced by temperature of gel formation as well as starch concentration. The knowledge of some rheological and physico-chemical properties of Peruvian carrot starch can be useful focusing its use as a food ingredient, which can be an alternative to the consumption of the roots in nature, especially considering crop excesses and low commercial value roots.

A maca (Lepidium meyenii Walpers) é uma planta herbácea bienal da família Brassicae, cultivada principalmente na região dos Andes da América do Sul. A parte subterrânea vem sendo consumida por muito tempo devido a seu valor nutricional e energético, mas é mais conhecida no mercado peruano e internacional por alegadas propriedades terapêuticas. Esta raiz apresenta até 76% de carboidratos, dos quais 30% é amido. Este trabalho teve como objetivos estudar: as propriedades físico-químicas e funcionais do amido isolado; os parâmetros enzimáticos durante o armazenamento e a purificação parcial de enzimas amilolíticas. Em relação às propriedades do amido, este apresentou um teor de amilose de 20% valor semelhante aos encontrados em raízes e tubérculos similares. A turbidez das suspensões de amido apresentou estabilidade durante o armazenamento. A temperatura de gelatinização e a viscosidade da pasta foram a 45,7° e 46°C, respectivamente. Com base nos dados obtidos, o amido de maca seria indicado para alimentos que requeiram temperaturas moderadas no processamento, não sendo apropriado para o emprego em alimentos congelados. Os parâmetros enzimáticos medidos tais como teor de amido total, teor de açúcares solúveis, atividade amilolítica total, atividade de &#945; e &#946; amilases, não mostraram diferenças significativas entre as medidas durante um período de armazenamento de 16 dias. As microscopias eletrônicas de varredura (MEV) dos grânulos de amido mostraram grãos íntegros com superfícies lisas, com algumas depressões ao redor dos grânulos os quais poderiam indicar o inicio de ataque enzimático, ou fraturas na purificação. Em relação à purificação de enzimas amilolíticas, foi possível separar uma fração ativa com a carboximetilcelulose (CMC) seguida de cromatografia liquida de alta resolução (CLAE) que permitiu a separação de duas frações protéicas, analisadas por eletroforese SDS-PAGE e eletroforese bidimensional (2D). Os polipeptídeos identificados no gel 2D apresentaram massa molecular semelhante entre 22 a 27 kDa, e os pontos isoelétricos entre 4,8 e 7,3. / Maca (Lepidium meyenii Walpers) is a biennial herbaceous plant from Brassicae family, grown mainly in the Andes of South America. The underground part has been consumed for a long time due to its nutritional value and energy, but is best known in the Peruvian and international market for alleged therapeutic properties. This root has up to 76% carbohydrates, of which 30% is starch. This work aimed to study: the physico-chemical properties of isolated starch, the enzymatic parameters during storage and partial purification of amylases. In relation to the properties of starch, the amylose content showed a 20% value similar to those found in roots and tubers alike. The turbidity of starch suspensions was stable during storage. The gelatinization temperature and viscosity of the paste were 45.7 ° and 46 ° C, respectively. Based on data obtained from the starch of litter would be given to foods that require moderate temperatures in processing and is not suitable for use in frozen foods. The enzymatic parameters measured such as total starch content, soluble sugars, total amylolytic activity, activity of &#945; and &#946; amylases, showed no significant differences between the measures over a storage period of 16 days. Electronic microscopy (SEM) of starch granules showed grains with smooth surfaces, with some depressions around the granules which could indicate the beginning of enzymatic attack, or fractures in the purification. Regarding the purification of amylases was possible to separate an active fraction with carboxymethylcellulose (CMC) followed by high-resolution liquid chromatography (HPLC) which allowed the separation of two protein fractions, analyzed by SDS-PAGE and two-dimensional electrophoresis (2D ). The polypeptides had a molecular mass between 22 and 27 kDa and isoelectric points ranging from 4.8 to 7.3.

Este trabalho teve como principais objetivos verificar as alterações na atividade de enzimas amilolíticas, pectinolíticas e celulásicas em raízes de mandioquinha-salsa durante o período pós-colheita, sob diferentes condições de armazenamento, visando avaliar os mecanismos de deterioração das raízes, bem como identificar o microrganismo possivelmente responsável pela alta perecibilidade das raízes. Além disso, foram estudadas características físico-químicas e reológicas do amido de mandioquinha extraído em laboratório. Para a detecção de atividade pectinesterásica (PE) e poligalacturonásica (PG) nas raízes, os parâmetros de extração destas enzimas foram otimizados através de metodologia de superfície de resposta (MSR). As enzimas apresentaram pH ótimo de extração de 7,5 e 4,0 para a PE e PG, respectivamente, sendo os outros parâmetros, como tempo de extração e concentração de NaCI, considerados como não-significativos pelo modelo. As enzimas pectinolíticas parecem estar relacionadas à deterioração das raízes durante o armazenamento, associadas ao amolecimento das raízes. Devido à alta produção de gás, sob condições de temperatura e embalagem, a presença de bactérias produtoras de enzimas pécticas e causadoras de podridão-mole pode ser uma das principais causas da alta perecibilidade das raízes. A atividade amilolítica apresenta um importante papel na deterioração da mandioquinha uma vez os açúcares redutores provenientes da hidrólise do amido podem vir a ser substrato para o ataque de microrganismos oportunistas. Representa um dos principais aspectos metabólicos em um tubérculo rico em amido. A atividade celulásica foi praticamente nula durante o armazenamento. A melhor forma de conservação das raízes ocorreu à temperatura de refrigeração, sob acondicionamento a vácuo. O microrganismo isolado das raízes foi identificado através de provas bioquímicas como Erwinia carotovora subsp. odorífera. Em relação às características físico-químicas, o amido de mandioquinha apresentou um teor de amilose abaixo dos valores determinados para cereais e raízes convencionais (12,1 %) e uma boa estabilidade durante a cocção, analisada através da determinação de viscosidade. A turbidez das suspensões de amido também apresentou estabilidade durante o armazenamento, assim como a sinerese, que.em condições ótimas de preparação do gel apresentou 2,53 % de expulsão de água. Ainda sobre a relação água/gel, o pH da solução e a concentração de amido influenciam significativamente a capacidade de retenção de água, enquanto a temperatura de formação do gel não se mostrou um parâmetro significativo. A textura das preparações de amido foi influenciada significativamente pela temperatura de formação do gel e pela concentração de amido utilizada na preparação. O conhecimento de algumas características reológicas e de propriedades físico-químicas do amido de mandioquinha, visando a aplicação como ingrediente alimentício, pode ser uma alternativa a utilização das raízes in natura, principalmente no que diz respeito ao excedente de safra e ao aproveitamento de raízes com baixo valor comercial. / The aim of this work was to verify the changes in amylolytic, pectinolytic and cellulasic activity in Peruvian carrot roots after harvest, under different storage conditions, in order to evaluate the deteriorative mechanisms of the roots, as well as to identify the microorganism possible responsible to its low conservation time. In addition, physico-chemical and rheological characteristics of Peruvian carrot starch were studied. For pectinesterase (PE) and poligalacturonase (PG) detection on the roots, the extraction parameters of both enzymes were optimized by response surface methodology. The enzymes presented the optimum pH values at 7.5 and 4.0 for PE and PG, respectively. Extraction time and NaCI concentration were considered non-significant by the model. Pectic enzymes seams to be related to the deterioration process of Peruvian carrot, that is associated to the root softening. Considering the high volume of gas under specific packing and temperature, the presence of microorganisms soft rot promoters could be the main cause of the high perecibility of the roots. The amylolytic enzymes present an important role on Peruvian carrot deterioration related to the starch hydrolysis and the releasing of reducing sugars, substrate for opportunistic microorganisms. The cellulasic activity was not significant during storage time. Best conditions for roots conservation occurred at 4&#176;C and under vacuum package. The bacteria isolated from the roots were identified by biochemical reactions as Erwinia carotovora subsp. odorifera. Peruvian carrot starch presented low values of amylose content (12.1 %) in comparison to other starch sources and a good stability during cooking, analyzed by viscoamylogram Brabender. The turbidity of starch suspensions presented good stability during storage, as well as water holding capacity, which presented 2.53% in optimal conditions of gel preparation. Syneresis is positively influenced by the pH of past solution and starch concentration whereas temperature of gel formation was not significant. Texture of starch preparations was significant influenced by temperature of gel formation as well as starch concentration. The knowledge of some rheological and physico-chemical properties of Peruvian carrot starch can be useful focusing its use as a food ingredient, which can be an alternative to the consumption of the roots in nature, especially considering crop excesses and low commercial value roots.

A maca (Lepidium meyenii Walpers) é uma planta herbácea bienal da família Brassicae, cultivada principalmente na região dos Andes da América do Sul. A parte subterrânea vem sendo consumida por muito tempo devido a seu valor nutricional e energético, mas é mais conhecida no mercado peruano e internacional por alegadas propriedades terapêuticas. Esta raiz apresenta até 76% de carboidratos, dos quais 30% é amido. Este trabalho teve como objetivos estudar: as propriedades físico-químicas e funcionais do amido isolado; os parâmetros enzimáticos durante o armazenamento e a purificação parcial de enzimas amilolíticas. Em relação às propriedades do amido, este apresentou um teor de amilose de 20% valor semelhante aos encontrados em raízes e tubérculos similares. A turbidez das suspensões de amido apresentou estabilidade durante o armazenamento. A temperatura de gelatinização e a viscosidade da pasta foram a 45,7° e 46°C, respectivamente. Com base nos dados obtidos, o amido de maca seria indicado para alimentos que requeiram temperaturas moderadas no processamento, não sendo apropriado para o emprego em alimentos congelados. Os parâmetros enzimáticos medidos tais como teor de amido total, teor de açúcares solúveis, atividade amilolítica total, atividade de &#945; e &#946; amilases, não mostraram diferenças significativas entre as medidas durante um período de armazenamento de 16 dias. As microscopias eletrônicas de varredura (MEV) dos grânulos de amido mostraram grãos íntegros com superfícies lisas, com algumas depressões ao redor dos grânulos os quais poderiam indicar o inicio de ataque enzimático, ou fraturas na purificação. Em relação à purificação de enzimas amilolíticas, foi possível separar uma fração ativa com a carboximetilcelulose (CMC) seguida de cromatografia liquida de alta resolução (CLAE) que permitiu a separação de duas frações protéicas, analisadas por eletroforese SDS-PAGE e eletroforese bidimensional (2D). Os polipeptídeos identificados no gel 2D apresentaram massa molecular semelhante entre 22 a 27 kDa, e os pontos isoelétricos entre 4,8 e 7,3. / Maca (Lepidium meyenii Walpers) is a biennial herbaceous plant from Brassicae family, grown mainly in the Andes of South America. The underground part has been consumed for a long time due to its nutritional value and energy, but is best known in the Peruvian and international market for alleged therapeutic properties. This root has up to 76% carbohydrates, of which 30% is starch. This work aimed to study: the physico-chemical properties of isolated starch, the enzymatic parameters during storage and partial purification of amylases. In relation to the properties of starch, the amylose content showed a 20% value similar to those found in roots and tubers alike. The turbidity of starch suspensions was stable during storage. The gelatinization temperature and viscosity of the paste were 45.7 ° and 46 ° C, respectively. Based on data obtained from the starch of litter would be given to foods that require moderate temperatures in processing and is not suitable for use in frozen foods. The enzymatic parameters measured such as total starch content, soluble sugars, total amylolytic activity, activity of &#945; and &#946; amylases, showed no significant differences between the measures over a storage period of 16 days. Electronic microscopy (SEM) of starch granules showed grains with smooth surfaces, with some depressions around the granules which could indicate the beginning of enzymatic attack, or fractures in the purification. Regarding the purification of amylases was possible to separate an active fraction with carboxymethylcellulose (CMC) followed by high-resolution liquid chromatography (HPLC) which allowed the separation of two protein fractions, analyzed by SDS-PAGE and two-dimensional electrophoresis (2D ). The polypeptides had a molecular mass between 22 and 27 kDa and isoelectric points ranging from 4.8 to 7.3.

A mandioquinha-salsa (Arracacia xanthorrhiza Bancroft.) possui um período de conservação pós-colheita de cerca de uma semana, que contrasta com o seu ciclo de cultivo, em torno de 10 meses. Os mecanismos de deterioração das raízes ainda não são conhecidos e tampouco foram estudadas as principais vias enzimáticas de degradação do amido, sua principal reserva energética. O objetivo deste trabalho foi de identificar e caracterizar bioquimicamente o extrato enzimático dessas raízes, que possuem atividade amilolítica. Os resultados mostraram que as enzimas apresentam pH e temperatura ótimos de atividade enzimática em torno de 6,2 e 46&#176;C, respectivamente, confirmados por Análise de Superfície de Resposta. Foram detectadas três bandas com atividade amilolítica em gel de poliacrilamida. Os valores de Ea, Km e Vmáx aparentes encontrados para o extrato enzimático foram de 7,53 kcal/mol, 0,41 mg/mol e 1,11 mg/mL/min, respectivamente. A hidrólise do amido aumenta 95% na presença de Ca+2 e a enzima mantém apenas cerca de 47% da sua atividade original na presença de EDTA. Os resultados mostraram a presença de duas possíveis isoformas de &#945;-amilase e uma &#946;-amilase no extrato enzimático in vitro, podendo estar ativas na raiz íntegra. Um ensaio de acompanhamento da atividade amilásica das raízes durante o armazenamento por 9 dias mostrou um aumento na atividade de água acompanhado de perda de textura e de oscilação na atividade hidrolítica. No entanto, tais alterações devem ocorrer também devido a ação de enzimas exógenas de mofos, que participam do processo de deterioração da mandioquinha-salsa. / Roots of Peruvian carrot (Arracacia xanthorrhiza Brancroft) have a post-harvest conservation time of approximately one-week, a very short period related to its long cultivation cycle, around 10-11 months. The mechanisms of post-harvest deterioration of the roots are unknown as well as the main enzymatic pathways such as the starch degradation, have not been studied. The purpose of this investigation was to identify and characterize the amylolitic activity of this root. The results showed that the optimum enzymatic conditions for the maximum activity are 46&#176;C and pH 6.2 confirmed by Surface Ternary Plots. Three bands with amylolitic activity were detected in native PAGE. The kinetic values were Ea 7.53 kcal/mol, Km 0.41 mg/mol and Vmáx 1.11 mg/mL/min. The starch hydrolysis speed increases almost twice when Ca+2 is present and remained only 20% on the presence of EDT A. The results showed two possible isoforms of &#945;-amylase and one &#946;-amylase in the crude extract. An essay following the amylolitic activity during a 9-day storage period showed an increase of water activity associated to a loose of texture and a oscillating starch hydrolytic activity, although these behavior may have the contribution of exogenous enzymes from molds on the deteriorative process of the Peruvian carrots.