RESUMO A extração de antocianinas e compostos fenólicos de frutas e vegetais pode ser realizada usando tecnologias emergentes, como o ultrassom. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da temperatura e da potência ultrassônica na extração de antocianinas, compostos fenólicos e capacidade antioxidante dos extratos da polpa de juçara (Euterpe edulisM.), além de realizar a caracterização da mesma. A extração dos compostos bioativos foi realizada em banho ultrassônico (25 kHz) com variação da temperatura (25, 32, 39, 46, 53 °C) e potência ultrassônica (0, 360, 900 W). A polpa de juçara apresentou alto teor de antocianinas e fenólicos totais (298,86 ± 27,68 mg de cianidina-3-glicosídeo/100 g e 1226,39 ± 21,08 mg AGE/100 g em base úmida, respectivamente). Cianidina-3-rutinosídeo foi a principal antocianina presente no extrato, seguida pela cianidina-3-glicosídeo, identificadas e quantificadas por meio de cromatografia líquida de alta eficiência. Com relação aos ensaios de extração, para obtenção de extratos ricos em antocianinas e compostos fenólicos, sugere-se que o procedimento seja realizado a 25 °C sem aplicação de ondas ultrassônicas. Porém, para obter extratos com excelente capacidade antioxidante, deve-se utilizar potência ultrassônica de 360 W a uma frequência de 25 kHz e temperatura de 25 ºC.

ABSTRACT Anthocyanins and phenolic compounds from fruits and vegetables can be extracted using emerging technologies such as ultrasound-assisted extraction. This study aimed to investigate the effect of temperature and ultrasonic power on the extraction of anthocyanins, phenolic compounds from the extracts of juçara pulp (Euterpe edulis M.). We also determined the antioxidant capacity of the extract and determined characteristics of the pulp. Bioactive compounds were extracted in an ultrasonic bath (25 kHz) at various temperatures (25, 32, 39, 46, 53 °C) and ultrasonic power (0, 360, 900 W). Juçara pulp had high total anthocyanin and phenolic content (298.86 ±27.68 mg cyanidin-3-glucoside/100 g and 1226.39 ±21.08 mg GAE/100 g on a wet basis, respectively). Cyanidin-3-rutinoside was the major anthocyanin in the extract, followed by cyanidin-3-glucoside, which were identified and quantified by high-performance liquid chromatography. For obtaining extracts rich in anthocyanins and phenolic compounds, we suggest that the extraction process should be performed at 25 °C without the application of ultrasonic waves. However, to obtain extracts with outstanding antioxidant capacity, an ultrasonic power of 360 W at a frequency of 25 kHz and a temperature of 25 °C should be used.

RESUMO A adição, em iogurtes, de polpa de Juçara como fonte de compostos fenólicos pode modificar as características físico-químicas, contribuir para atividade antioxidante, e interferir na viabilidade de bactérias probióticas e na aceitação sensorial. Com o objetivo de verificar o efeito da adição de polpa de Juçara em iogurte, foi realizado um experimento, em delineamento inteiramente casualizado, em parcelas subdivididas. A parcela principal foi o teor de polpa, com seis níveis (0, 5, 10, 15, 20 e 25%) e, como subparcela, o tempo de armazenamento, a 5 oC, com cinco níveis (1, 7, 14, 21 e 28 dias). Os teores percentuais médios de gordura, cinzas, extrato seco total e acidez dos iogurtes não diferiram (P ≥ 0,05). O teor de proteína diminuiu com o aumento do teor de polpa, variando de 4,07% (F0) a 2,9% (F25%). O conteúdo fenólico total e a atividade antioxidante foram maiores no iogurte com 25% de polpa, atingindo valores de 117,84 mg de AGE/100g e 6,95 µmol Trolox/g, respectivamente, assim como a contagem de bactérias probióticas, que variou de 3,17 log UFC.g-1 (F0) a 6,34 log UFC.g-1 (F25%), nos iogurtes, após 28 dias de armazenamento. A adição da polpa de Juçara favoreceu a multiplicação e a viabilidade de bactérias probióticas, contribuiu para o aumento do conteúdo fenólico total e para maior atividade antioxidante dos iogurtes, que apresentaram boa aceitação sensorial pelo consumidor.

ABSTRACT The addition of juçara pulp as source of phenolic compounds in yogurt can modify the physico-chemical characteristics, contribute to antioxidant activity and interfere on the viability of probiotic bacteria and sensory acceptance. To evaluation the effect of the addition of juçara pulp in yogurt, was conducted an experiment in completely randomized design in subdivided parcels. The main plot was the pulp content (0, 5, 10, 15, 20 and 25%) and as sub-plot storage time 5 oC (1, 7, 14, 21 and 28 days). The average percentage of fat, ash, total dry extract and acidity of yogurt did not differ (P ≥ 0.05). The protein content decreased with the increase in pulp content, ranging from 4.07% (F0) 2.9% (F25%). The total phenolic content and antioxidant activity were higher in yogurt with 25% of pulp, reaching 117.84 mg values of AGE/100 g and 6.95 Trolox µmol/g, respectively. As well as the count of probiotic bacteria, which ranged from 3.17 log CFU g-1 (F0) 6.34 log CFU g-1 (F25%) in yogurts after 28 days of storage. Adding the Juçara pulp favored the multiplication and viability of probiotic bacteria, contributed to increase the total phenolic content and antioxidant activity in yogurts that have good sensory acceptance by the consumer.

A otimização das condições de cultivo para a produção de α-amilase por um termofílico Bacillus sp. cepa SMIA-2 foi realizada. Além disso, a hidrólise enzimática do amido, proveniente de várias fontes tais como batata, mandioca e milho, foi também investigada. A produção de α-amilase por Bacillus sp. SMIA-2, cultivado em meio líquido contendo amido (5 g.L-1) como fonte de carbono e suplementado com 0,5 g.L-1 de proteínas do soro de leite e 2 g.L-1 de peptona, alcançou o máximo em 32 horas com níveis de 37 U.mL-1. O microrganismo foi capaz de utilizar diversas fontes de carbono, porém a atividade da amilase variou com cada fonte. O amido foi a melhor fonte de carbono para a secreção da amilase, enquanto a sacarose, lactose, maltose, galactose e glicose não foram muito efetivas. Uma redução na concentração de amido de até 2,5 g.L-1 no meio de cultura melhorou o crescimento do organismo e a atividade enzimática. Em altas concentrações de amido, a produção da enzima foi comparativamente menor. Em relação às fontes de nitrogênio orgânico e inorgânico, a peptona (2 g.L-1) foi considerada a melhor. Considerando a quantidade de proteínas do soro de leite no meio de cultivo, a concentração de 0,25 g.L-1 foi considerada a mais efetiva para a secreção da α-amilase pelo microrganismo. A produção máxima da atividade enzimática foi observada a 50 °C e pH 8,5. A enzima foi capaz de degradar todos os amidos testados. A hidrólise do amido de batata resultou num alto rendimento de açúcares redutores em comparação às outras fontes de amido. Amido solúvel e amido de mandioca ocuparam, respectivamente, a segunda e terceira posição em relação à liberação dos açúcares redutores, enquanto que a amilase estudada mostrou apenas uma ligeira afinidade pelo amido de milho. Com o aumento da temperatura da reação para 70 °C, a hidrólise dos substratos, com exceção do amido solúvel, resultou em maiores quantidades de açúcares redutores.

The optimization of culture conditions for the production of α-amylase by the thermophilic Bacillus sp strain SMIA-2 was carried out. In addition, the enzymatic hydrolysis of starch from several sources, such as potato, cassava and corn was investigated. Alpha-amylase production by Bacillus sp SMIA-2 cultivated in liquid cultures containing starch as carbon source and supplemented with 0.5 g.L-1 whey protein and 2.0 g.L-1 peptone reached a maximum of 37 U.mL-1 at 32 hours. The microorganism was capable of utilizing several carbon sources, but amylase activity varied with each source. Starch was the best carbon source for amylase secretion, while lactose, maltose, sucrose, galactose, and glucose were not very effective. Decreasing starch concentration in the medium to 2.5 g.L-1 improved organism growth and enzyme activity. At higher starch concentrations, enzyme production was comparatively lower. Among the various organic and inorganic nitrogen sources, peptone (2.0 g.L-1) was found to be the best. Regarding the amount of whey protein in the medium, the concentration of 0.25 g.L-1 was considered the most effective for amylase secretion by the organism. Maximum amylase activity was observed at 50 °C and pH 8.5. The enzyme was able to degrade all the starches tested. Potato starch hydrolysis resulted in a higher yield of reducing sugars in comparison to the other starches. Soluble and cassava starch were, respectively, in second and third positions regarding the liberation of reducing sugars, while the amylase studied showed a slightly lower affinity for corn starch. Increasing the reaction temperature to 70 °C resulted in higher levels of reducing sugars after the hydrolysis of the substrates, except for soluble starch.

A produção de alfa-amilase por um termofilico, Bacillus sp SMIA-2, cultivado em meio líquido contendo amido solúvel como fonte de carbono, alcançou uma atividade máxima de 37 U/mL em 32 horas. Estudos sobre a caracterização da amilase revelaram que a temperatura ótima desta enzima foi 90ºC. A enzima foi estável por 1 hora a temperaturas de 40 e 50ºC enquanto a 90ºC, 66% da atividade máxima foi perdida. Entretanto, na presença de 5 mM de CaCl2, a enzima foi estável a 90ºC por 30 minutos e manteve cerca de 58% de sua atividade residual por 1 hora. O pH ótimo da enzima encontrado foi de 8.5. Após a incubação da enzima por 2 horas a pH 9.5 e 11.0 foi observado um decréscimo de aproximadamente 6.3% e 16.5% da atividade original. Em pH 6.0 a enzima perdeu cerca de 36% de sua atividade original. A enzima foi fortemente inibida por Co2+, Cu2+, e Ba2+, porém pouco afetada por Mg2+, Na+ e K+. Na presença de 2.0 M de NaCl, 63% da atividade da amilase foi mantida após 2 horas de incubação a temperatura de 45ºC. A amilase exibiu atividade acima de 70% quando incubada por 1 hora a 50ºC em presença de sódio dodecil sufato (SDS). Entretanto, uma baixa atividade residual foi obtida quando na presença do hipoclorito de sódio e uma completa inibição quando a enzima foi incubada em peróxido de hidrogênio. A compatibilidade da amilase produzida pelo Bacillus sp SMIA-2, em relação a alguns detergentes comerciais mostrou que a enzima manteve 86%, 85%, e 75% da atividade após 20 minutos de incubação a 50ºC na presença dos detergentes Omo®, Campeiro® e Tide®, respectivamente.

alpha-Amylase production by thermophilic Bacillus sp strain SMIA-2 cultivated in liquid cultures containing soluble starch as a carbon source and supplemented with 0.05% whey protein and 0.2% peptone reached a maximum activity at 32 h, with levels of 37 U/mL. Studies on the amylase characterization revealed that the optimum temperature of this enzyme was 90ºC. The enzyme was stable for 1 h at temperatures ranging from 40-50ºC while at 90ºC, 66% of its maximum activity was lost. However, in the presence of 5 mM CaCl2, the enzyme was stable at 90ºC for 30 min and retained about 58% residual activity after 1 h. The optimum pH of the enzyme was found to be 8.5. After incubation of enzyme for 2 h at pH 9.5 and 11.0 was observed a decrease of about 6.3% and 16.5% of its original activity. At pH 6.0 the enzyme lost about 36% of its original activity. The enzyme was strongly inhibited by Co2+, Cu2+ and Ba2+, but less affected by Mg2+, Na+ and K+. In the presence of 2.0 M NaCl, 63% of amylase activity was retained after 2 h incubation at 45ºC. The amylase exhibited more than 70% activity when incubated for 1 h at 50ºC with sodium dodecyl sulphate. However, very little residual activity was obtained with sodium hypochlorite and with hydrogen peroxide the enzyme was completely inhibited. The compatibility of Bacillus sp SMIA-2 amylase with certain commercial detergents was shown to be good as the enzyme retained 86%, 85% and 75% of its activity after 20 min incubation at 50ºC in the presence of the detergent brands Omo®, Campeiro® and Tide®, respectively.

Bacillus sp. SMIA-2 cresceu e secretou proteases quando cultivado em culturas líquidas contendo citrato trissódico como fonte de carbono e nitrato de amônio como fonte de nitrogênio. A atividade máxima da enzima foi alcançada após 8 horas de incubação do microrganismo, com níveis de 7,2 U.mg -1 proteína. A suplementação do meio com 2,0 mM de CaCl2 não proporcionou um aumento da atividade da protease, porém aumentou a sua estabilidade de 2 para 4 horas. A redução da concentração do fosfato de potássio no meio de cultura de 11,0 para 5,0 mM promoveu um acréscimo de 82% (13 U.mg -1 proteína) na atividade da protease. A substituição do nitrato de amônio presente no meio de cultura por 0,1% de soro de queijo aumentou a atividade da protease para 25 U.mg -1 proteína. Nestas condições, o tempo requerido para que a enzima atingisse seu pico de atividade máxima, que antes era de 9 horas, passou para 16 horas. A substituição do citrato trissódico do meio de cultura pela água de maceração de milho (0,5%) não só aumentou a atividade da enzima como também retardou o processo de desativação que é típico da produção de proteases. A atividade máxima da enzima obtida quando estes dois resíduos foram utilizados no meio foi 59,5 U.mg -1 proteína. Após alcançar este valor a enzima se manteve estável por mais de 20 horas o que favorece a sua produção em larga escala.

Bacillus sp. SMIA-2 grew and produced proteases when cultivated in liquid cultures containing trisodium citrate as a carbon source and ammonium nitrate as a nitrogen source. The maximum activity of the enzyme was reached after incubating the microorganism for 9 hours, with levels of 7.2 U.mg -1 protein. The supplementation of the medium with 2.0 mM of CaCl2 did not improve the activity of the protease, but increased its stability from 2 to 4 hours. The reduction in the amount of inorganic phosphate in the medium from 11.0 to 5.0 mM resulted in an improvement of 82% (13 U.mg -1 protein) in the protease activity. Replacing ammonium nitrate in the medium by 0.1% milk whey increased the protease activity to 25 U.mg -1 protein. In these conditions, the time required for the enzyme to reach a maximum activity increased from 9 to 16 hours. Replacing citrate trissodium in the medium by corn steep liquor (0.5%) not only produced much better enzyme activity, but also delayed the deactivation process which is typical for the production of proteases. The maximum activity reached when these wastes were used in the medium was 59.5 U.mg -1 protein. In addition, the enzyme maintained stable for more than 20 hours, which is favorable for its production on a large scale.