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°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.

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°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 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°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 α-amilase e uma β-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°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 α-amylase and one β-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.

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°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 α-amilase e uma β-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°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 α-amylase and one β-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.