The study herein described involved the detection of pyridine N-oxide reductase activity in cell-free extracts of E. coli 9723, the determination of co-factors necessary for the enzymatic process, a study of the optimum conditions for enzyme catalysis, and a general characterization of the enzyme.

A procura por tecnologias que minimizem o consumo de água e o potencial poluidor da indústria do couro tem aumentado. O uso de enzimas em diversas etapas produtivas deste processo é uma alternativa cada vez mais comum, pois além de ser considerada tecnologia limpa, acelera o processo produtivo. O objetivo deste trabalho foi analisar o desempenho de oito enzimas comerciais (A1, B1, B2, B3, C1, C2, C3 e C4) fornecidas por três empresas do setor (A, B e C) em processos chamados coenzimáticos, com teores reduzidos de produtos químicos, nas etapas de remolho, depilação/caleiro e purga, por meio da comparação com processos tradicionais puramente químicos. Na etapa de remolho foi verificada a influência do tempo de processamento, tipo e concentração de enzima, sendo a pele analisada quanto ao teor de gorduras e matéria volátil e o banho analisado com relação à concentração de cloretos, sólidos totais, fixos e voláteis. Na etapa de depilação/caleiro foi estudada a influência do tempo, tipo e concentração de enzima, em comparação com dois processos químicos (tradicional e reduzido), sendo analisada a pele em diferentes tempos de processo (via análise de MEV). Na etapa de purga, o processo foi avaliado com relação ao tipo de enzima aplicada e ao tempo de processamento. Ao todo foram realizados 24 testes (12 de remolho, 6 de depilação/caleiro e 6 de purga) e em todos eles, além das análises citadas anteriormente, foram feitas análises de Carbono Orgânico Total (COT) e Proteína Solúvel (método de Lowry) nos banhos. Adicionalmente, foi determinada a atividade das enzimas A1, B3 e C3 frente ao colágeno e das enzimas A1, B3, C3 e B1 frente a lipídeos. Em geral, os resultados apontam que os processos coenzimáticos alcançam um maior potencial de remoção de matéria orgânica, quando comparado aos processos puramente químicos, destacando-se as enzimas C1 no remolho e B1 e B2 na depilação/caleiro. Na purga as enzimas apresentaram desempenho semelhante, destacando-se as enzimas B3 e C3. Os testes de determinação da atividade enzimática demonstraram que a enzima B3 não apresenta atividade frente ao colágeno, enquanto que as enzimas A1 e C3 possuem atividade frente a este substrato. Já para a atividade lipolítica, o maior desempenho foi verificado para a enzima A1. A utilização de enzimas em curtumes tem sua eficácia comprovada na etapa de purga, recentemente na depilação/caleiro e remolho também apresentou resultados positivos. / The search for technologies that minimize water consumption and pollution potential of the leather industry has increased. The use of enzymes in various productive stages of this process is a common alternative, since it is a clean technology and accelerates the process. The aim of this study was to analyze the performance of eight commercial enzyme (A1, B1, B2, B3, C1, C2, C3 and C4) provided by three companies in the sector (A, B and C) in processes appointed co-enzymatic, with reduced levels chemicals on the steps of soaking, dehairing/liming and bating, by comparison with the traditional purely chemical. In the stage of soaking was seen from the influence of processing time, type and enzyme’s concentration, being the skin analyzed for fat content and volatile matter and bath analyzed with respect to the concentration of chloride, total solids, fixed and volatile. In step dehairing/liming was studied the influence of time, type and enzyme’s concentration, compared with two chemical processes (traditional and reduced) and the skin was treated at different process times (by SEM analysis). In the bating step, the process was evaluated for the type of enzyme used and the processing time. Altogether 24 tests were performed (12 of soaking, 6 of dehairing/liming and 6 of bating) and all of them, besides the previously mentioned tests were analyzed for Total Organic Carbon (TOC) and Soluble Protein (Lowry method) in baths. Additionally, it was determined the activity of enzymes A1, B3 and C3 against the collagen and enzymes A1, B3, C3 and B1 front of lipids. In general, the results indicate that the co-enzymatic processes reach a greater potential for removal of organic matter when compared to purely chemical processes, especially the enzymes in the soaking C1, B1 and B2 in dehairing/liming. In bating, the enzymes showed similar performance, especially enzymes B3 and C3. Tests for determination of enzyme activity showed that the enzyme has no activity against B3 to collagen, while the A1 and C3 enzymes have activity against this substrate. As for the lipase activity, the greatest effects were observed for the enzyme A1. The use of enzymes in leather processing has proven effective in purging step recently in soaking and dehairing/liming also had positive results.

A procura por tecnologias que minimizem o consumo de água e o potencial poluidor da indústria do couro tem aumentado. O uso de enzimas em diversas etapas produtivas deste processo é uma alternativa cada vez mais comum, pois além de ser considerada tecnologia limpa, acelera o processo produtivo. O objetivo deste trabalho foi analisar o desempenho de oito enzimas comerciais (A1, B1, B2, B3, C1, C2, C3 e C4) fornecidas por três empresas do setor (A, B e C) em processos chamados coenzimáticos, com teores reduzidos de produtos químicos, nas etapas de remolho, depilação/caleiro e purga, por meio da comparação com processos tradicionais puramente químicos. Na etapa de remolho foi verificada a influência do tempo de processamento, tipo e concentração de enzima, sendo a pele analisada quanto ao teor de gorduras e matéria volátil e o banho analisado com relação à concentração de cloretos, sólidos totais, fixos e voláteis. Na etapa de depilação/caleiro foi estudada a influência do tempo, tipo e concentração de enzima, em comparação com dois processos químicos (tradicional e reduzido), sendo analisada a pele em diferentes tempos de processo (via análise de MEV). Na etapa de purga, o processo foi avaliado com relação ao tipo de enzima aplicada e ao tempo de processamento. Ao todo foram realizados 24 testes (12 de remolho, 6 de depilação/caleiro e 6 de purga) e em todos eles, além das análises citadas anteriormente, foram feitas análises de Carbono Orgânico Total (COT) e Proteína Solúvel (método de Lowry) nos banhos. Adicionalmente, foi determinada a atividade das enzimas A1, B3 e C3 frente ao colágeno e das enzimas A1, B3, C3 e B1 frente a lipídeos. Em geral, os resultados apontam que os processos coenzimáticos alcançam um maior potencial de remoção de matéria orgânica, quando comparado aos processos puramente químicos, destacando-se as enzimas C1 no remolho e B1 e B2 na depilação/caleiro. Na purga as enzimas apresentaram desempenho semelhante, destacando-se as enzimas B3 e C3. Os testes de determinação da atividade enzimática demonstraram que a enzima B3 não apresenta atividade frente ao colágeno, enquanto que as enzimas A1 e C3 possuem atividade frente a este substrato. Já para a atividade lipolítica, o maior desempenho foi verificado para a enzima A1. A utilização de enzimas em curtumes tem sua eficácia comprovada na etapa de purga, recentemente na depilação/caleiro e remolho também apresentou resultados positivos. / The search for technologies that minimize water consumption and pollution potential of the leather industry has increased. The use of enzymes in various productive stages of this process is a common alternative, since it is a clean technology and accelerates the process. The aim of this study was to analyze the performance of eight commercial enzyme (A1, B1, B2, B3, C1, C2, C3 and C4) provided by three companies in the sector (A, B and C) in processes appointed co-enzymatic, with reduced levels chemicals on the steps of soaking, dehairing/liming and bating, by comparison with the traditional purely chemical. In the stage of soaking was seen from the influence of processing time, type and enzyme’s concentration, being the skin analyzed for fat content and volatile matter and bath analyzed with respect to the concentration of chloride, total solids, fixed and volatile. In step dehairing/liming was studied the influence of time, type and enzyme’s concentration, compared with two chemical processes (traditional and reduced) and the skin was treated at different process times (by SEM analysis). In the bating step, the process was evaluated for the type of enzyme used and the processing time. Altogether 24 tests were performed (12 of soaking, 6 of dehairing/liming and 6 of bating) and all of them, besides the previously mentioned tests were analyzed for Total Organic Carbon (TOC) and Soluble Protein (Lowry method) in baths. Additionally, it was determined the activity of enzymes A1, B3 and C3 against the collagen and enzymes A1, B3, C3 and B1 front of lipids. In general, the results indicate that the co-enzymatic processes reach a greater potential for removal of organic matter when compared to purely chemical processes, especially the enzymes in the soaking C1, B1 and B2 in dehairing/liming. In bating, the enzymes showed similar performance, especially enzymes B3 and C3. Tests for determination of enzyme activity showed that the enzyme has no activity against B3 to collagen, while the A1 and C3 enzymes have activity against this substrate. As for the lipase activity, the greatest effects were observed for the enzyme A1. The use of enzymes in leather processing has proven effective in purging step recently in soaking and dehairing/liming also had positive results.

A procura por tecnologias que minimizem o consumo de água e o potencial poluidor da indústria do couro tem aumentado. O uso de enzimas em diversas etapas produtivas deste processo é uma alternativa cada vez mais comum, pois além de ser considerada tecnologia limpa, acelera o processo produtivo. O objetivo deste trabalho foi analisar o desempenho de oito enzimas comerciais (A1, B1, B2, B3, C1, C2, C3 e C4) fornecidas por três empresas do setor (A, B e C) em processos chamados coenzimáticos, com teores reduzidos de produtos químicos, nas etapas de remolho, depilação/caleiro e purga, por meio da comparação com processos tradicionais puramente químicos. Na etapa de remolho foi verificada a influência do tempo de processamento, tipo e concentração de enzima, sendo a pele analisada quanto ao teor de gorduras e matéria volátil e o banho analisado com relação à concentração de cloretos, sólidos totais, fixos e voláteis. Na etapa de depilação/caleiro foi estudada a influência do tempo, tipo e concentração de enzima, em comparação com dois processos químicos (tradicional e reduzido), sendo analisada a pele em diferentes tempos de processo (via análise de MEV). Na etapa de purga, o processo foi avaliado com relação ao tipo de enzima aplicada e ao tempo de processamento. Ao todo foram realizados 24 testes (12 de remolho, 6 de depilação/caleiro e 6 de purga) e em todos eles, além das análises citadas anteriormente, foram feitas análises de Carbono Orgânico Total (COT) e Proteína Solúvel (método de Lowry) nos banhos. Adicionalmente, foi determinada a atividade das enzimas A1, B3 e C3 frente ao colágeno e das enzimas A1, B3, C3 e B1 frente a lipídeos. Em geral, os resultados apontam que os processos coenzimáticos alcançam um maior potencial de remoção de matéria orgânica, quando comparado aos processos puramente químicos, destacando-se as enzimas C1 no remolho e B1 e B2 na depilação/caleiro. Na purga as enzimas apresentaram desempenho semelhante, destacando-se as enzimas B3 e C3. Os testes de determinação da atividade enzimática demonstraram que a enzima B3 não apresenta atividade frente ao colágeno, enquanto que as enzimas A1 e C3 possuem atividade frente a este substrato. Já para a atividade lipolítica, o maior desempenho foi verificado para a enzima A1. A utilização de enzimas em curtumes tem sua eficácia comprovada na etapa de purga, recentemente na depilação/caleiro e remolho também apresentou resultados positivos. / The search for technologies that minimize water consumption and pollution potential of the leather industry has increased. The use of enzymes in various productive stages of this process is a common alternative, since it is a clean technology and accelerates the process. The aim of this study was to analyze the performance of eight commercial enzyme (A1, B1, B2, B3, C1, C2, C3 and C4) provided by three companies in the sector (A, B and C) in processes appointed co-enzymatic, with reduced levels chemicals on the steps of soaking, dehairing/liming and bating, by comparison with the traditional purely chemical. In the stage of soaking was seen from the influence of processing time, type and enzyme’s concentration, being the skin analyzed for fat content and volatile matter and bath analyzed with respect to the concentration of chloride, total solids, fixed and volatile. In step dehairing/liming was studied the influence of time, type and enzyme’s concentration, compared with two chemical processes (traditional and reduced) and the skin was treated at different process times (by SEM analysis). In the bating step, the process was evaluated for the type of enzyme used and the processing time. Altogether 24 tests were performed (12 of soaking, 6 of dehairing/liming and 6 of bating) and all of them, besides the previously mentioned tests were analyzed for Total Organic Carbon (TOC) and Soluble Protein (Lowry method) in baths. Additionally, it was determined the activity of enzymes A1, B3 and C3 against the collagen and enzymes A1, B3, C3 and B1 front of lipids. In general, the results indicate that the co-enzymatic processes reach a greater potential for removal of organic matter when compared to purely chemical processes, especially the enzymes in the soaking C1, B1 and B2 in dehairing/liming. In bating, the enzymes showed similar performance, especially enzymes B3 and C3. Tests for determination of enzyme activity showed that the enzyme has no activity against B3 to collagen, while the A1 and C3 enzymes have activity against this substrate. As for the lipase activity, the greatest effects were observed for the enzyme A1. The use of enzymes in leather processing has proven effective in purging step recently in soaking and dehairing/liming also had positive results.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-09-04T14:55:31Z No. of bitstreams: 1 arquivotal.pdf: 1914187 bytes, checksum: 451665c737c19a32a97906a57d305870 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T14:55:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivotal.pdf: 1914187 bytes, checksum: 451665c737c19a32a97906a57d305870 (MD5) Previous issue date: 2017-06-02 / The chicken’s comb and wattle are part of the by-products they are composed of a large number of collagenous proteins, they are considered a promising source for obtaining bioactive peptides. The objective of this thesis was to develop a technical procedure aimed at making better use of the chicken’s comb and wattle. For this, the authors carried out studies on the protein hydrolysis of a comb/wattle mixture (1:1 w/w), focusing on the production of peptides with bioactivities such as iron chelation and antioxidant capacity. At first, the following were evaluated: centesimal composition, mineral profile and protein quality (percentage of collagen, percentage of total amino acids and free amino acids, hydrophobicity profile and electrophoretic profile) of the comb, the wattle and a mixture of both (1:1 w/w). These by-products displayed a high protein concentration (61 to 83% dry base), especially proteins of collagenous origin (47 to 51% dry base). The amino acid profile presented a high level of glutamic acid (10.01 g/100g) aspartic acid (7,38 g/100g), glycine (9,05 g/100g). The minerals iron (8 mg/100g), phosphorus (337 mg/100g) and zinc (2,62 mg/100g) were present in high amounts, which emphasizes the byproducts as an excellent sources of these nutrients. Considering the protein quality of the chicken’s comb and wattle, and the absence of studies regarding their use in functional products, a study was then carried out to evaluate the obtaining of peptides from these by-products. Firstly, comparative analysis of proteolytic activity was carried out in order to select the enzyme (Alcalase, Flavourzyme, Protamex, Brauzyn and Colagenase) to be used in the hydrolysis of the comb and wattle mixture (1:1 w/w). The enzyme Alcalase displayed the highest degree of hydrolysis (DH = 19%) when compared to the other proteases (DH < 3%). After selecting the enzyme, the next step was to optimize the Alcalase hydrolysis process. The researchers selected the samples with the lowest degree of hydrolysis (< DG: enzyme substrate ratio of 1% and 60 min of hydrolysis) and the highest degree of hydrolysis (> DG: enzyme substrate ratio of 5% and 240 min of hydrolysis). These experimental samples were analyzed for their protein profile, (percentage of total amino acids and free amino acids, hydrophobicity profile and electrophoretic profile), mineral profile and were characterized according to their iron chelating and antioxidant (ABTS, DPPH e FRAP) capacities. The hydrolysate with the higher DH exhibited a higher quantity of peptides with low molecular weight and hydrophilic character, as well as a higher quantity of free amino acids. The minerals Fe, F and Zn were present in quantities that allow the samples to be characterized as sources. As for bioactivity, they showed excellent Fe2+ chelation capacity (> 94%) and antioxidant activity through the inhibition of ABTS● (> 46%), DPPH● (> 41%) and FRAP through the reduction of Fe3+ (> 95 mg/100g trolox equivalent). Comb and wattle have the potential to be used in the production of hydrolysates and are also sources of minerals and peptides with bioactivities antioxidant capacity and iron chelating. As a result of these studies, the process patent BR 10 2016 027430 3 was registered. / A crista e a barbela do frango fazem parte dos subprodutos que apresentam elevada quantidade de proteínas colagenosas, sendo consideradas matérias-primas promissoras para a obtenção de peptídeos bioativos. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver procedimento tecnológico voltado a um melhor aproveitamento dos subprodutos cristas e barbelas de frango. Para tanto foram realizados estudos de hidrólise proteica da mistura de crista e barbelas (1:1 p/p) para produção de peptídeos com bioatividades de quelação ao mineral ferro e capacidade antioxidante. Inicialmente foi avaliada a composição centesimal, perfil de minerais e a qualidade proteica (% colágeno, % aminoácidos totais e livres, perfil de hidrofobicidade e perfil eletroforético) da crista, barbelas e sua mistura (1:1 p/p). Estes subprodutos apresentaram elevada concentração de proteínas (61 a 83% b.s.) com destaque para as proteínas de origem colagenosa (47 a 51% b.s.). O perfil de aminoácidos apresentou elevado teor de ácido glutâmico (10,01 g/100g), ácido aspártico (7,38 g/100g), glicina (9,05 g/100g). Os minerais ferro (8 mg/100g), fósforo (337 mg/100g) e zinco (2,62 mg/100g) também foram encontrados em grandes quantidades nos subprodutos, destacando-se como fontes destes nutrientes. Foi realizada uma analise comparativa de melhor atividade proteolítica para seleção da enzima (Alcalase, Flavourzyme, Protamex, Brauzyn e Colagenase), a ser utilizada na hidrolise da mistura crista e barbelas (1:1 p/p). A enzima Alcalase apresentou o maior grau de hidrólise (DH = 19%) em comparação com as demais proteases (DH < 3%). Definida a enzima foi realizada a otimização do processo de hidrólise com a Alcalase. Mediante a avaliação foram selecionados os experimentos que obtiveram o menor grau de hidrólise (< GH: relação enzima substrato de 1% e 60 min de hidrólise) e o maior grau de hidrólise (> GH: relação enzima substrato de 5% e 240 min de hidrólise). Os hidrolisados selecionados foram analisados em relação ao seu perfil proteico (% aminoácidos totais e livres, perfil de hidrofobicidade e perfil eletroforético), perfil de minerais e caracterizados quanto a sua capacidade quelante ao ferro e antioxidante (ABTS, DPPH e FRAP). O hidrolisado de >GH exibiu maiores quantidades de peptídeos com baixo peso molecular e caráter hidrofílicos, além de maiores quantidades de aminoácidos livres. Ambos os hidrolisados (> GH e < GH) apresentaram concentrações de minerais que os caracterizam como fontes Fe, F e Zn. Quanto a bioatividade os hidrolisados exibiram capacidade quelante ao Fe2+ (> 94%) e atividade antioxidante através da inibição dos radicais ABTS● (> 46%), DPPH● (> 41%) e FRAP 9 por redução do Fe3+ (> 95 mg / 100 g equivalente trolox). As cristas e barbelas apresentam potencial para elaboração de hidrolisados, fonte de minerais e peptídeos funcionais com bioatividades, como capacidade antioxidante e capacidade quelante ao mineral ferro. Com isto foi registrado a patente de processo de obtenção dos peptídeos bioativos da mistura de crista e barbela de frango - BR 10 2016 027430 3.