Abstract The bioconversion of porungo cheese whey into galactooligosaccharides (GOS) was investigated using immobilized β-galactosidase in batch system. Two enzymatic immobilization strategies were tested for optima pH and temperature and the best immobilization strategy was used to evaluate the GOS production in two steps. First, different lactose sources (substrates) were tested, and subsequently, different concentrations of porungo cheese whey (200 g L-1 and 400 g L-1) and temperatures (37 °C to 46 °C) were evaluated. Immobilization of β-galactosidase increased the range of operational pH (7.0-7.5) when immobilized in calcium-alginate support. However, the pH range decreased when the immobilization was conducted using calcium-Concanavalin A support. Batch reactions using the calcium-alginate immobilized biocatalyst produced the highest yields of GOS (63.2%) from porungo cheese whey, compared to the control substrate of lactose solution at concentration of 50 g L-1 (41.1%). The temperature of 46 °C and 400 g L-1 of substrate shown the better condition to GOS production, with lactose conversion of 61.4%. These results suggest the possible use of porungo cheese whey as substrate in the biotechnological production of GOS.

Resumo Este trabalho analisou a hidrólise da lactose por β-galactosidase imobilizada, produzida por Kluyveromyces marxianus, utilizando soro de queijo porungo como substrato. Inicialmente, a levedura foi cultivada em meio soro de queijo porungo, nas condições de 30 °C e 200 rpm, apresentando produção máxima de β-galactosidase de 14,19 U mL-1. O extrato bruto obtido foi utilizado para avaliar a hidrólise enzimática em solução de lactose. O pH e a temperatura ótimos da enzima livre e imobilizada foram investigados, e a hidrólise da lactose foi realizada utilizando duas soluções enzimáticas (atividades totais de 2 U e 6 U) para ambas as formas do biocatalisador. A imobilização de β-galactosidase com alginato de cálcio aumentou a faixa de temperatura ótima para 40 °C, em comparação com a faixa de temperatura ótima da enzima livre, que foi de 37 °C. O pH ótimo também foi aumentado com o uso da imobilização quando comparado ao pH ótimo da enzima livre, alcançando pH 7,0 frente ao pH 6,5 observado para a enzima livre. A maior conversão de hidrólise de lactose foi de 15,82% usando 6 U de enzima livre e 13,77% para 2 U de enzima imobilizada. Embora a enzima livre tenha apresentado maiores taxas de conversão no tempo inicial de reação, a enzima imobilizada manteve estabilidade operacional ao longo do tempo de reação, sugerindo a vantagem do uso desta tecnologia. O uso do soro de queijo porungo permite agregar valor a esse subproduto agroindustrial com a concomitante produção de β-galactosidase para uso na própria cadeia da indústria alimentícia.

Abstract This study evaluated the lactose hydrolysis by immobilized β-galactosidase, which was produced by Kluyveromyces marxianus using porungo cheese whey as substrate. Initially, the yeast was cultivated in porungo cheese medium at 30 °C and 200 rpm, showing a maximal β-galactosidase production of 14.19 U mL-1. The crude extract obtained was used to evaluate the enzymatic hydrolysis in lactose solution. The optimal pH and temperature of the free and immobilized enzyme was investigated, whereas the lactose hydrolysis was carried out using two enzyme solutions (total activities of 2 U and 6 U) for both forms of the biocatalyst. Ca-alginate immobilization of β-galactosidase increased optimal temperature range to 40 °C, compared to the value for the free enzyme, which was 37 °C. The optimal pH was also increased by immobilization to 7.0, from pH 6.5 observed for the free enzyme. The highest lactose hydrolysis conversion was 15.82% using 6 U of free enzyme and 13.77% for 2 U of immobilized enzyme. Although, free enzyme showed higher conversion rates in the initial reaction time, the immobilized enzyme kept operational stability throughout reaction time, suggesting the advantage of using this technology. The use of porungo cheese whey allowed to aggregate value to this agro-industrial by-product, with the concomitant production of β-galactosidase to be used in the food industry chain itself.

Abstract In this study, physiological aspects of Lactobacillus plantarum BL011 growing in a new, all-animal free medium in bioreactors were evaluated aiming at the production of this important lactic acid bacterium. Cultivations were performed in submerged batch bioreactors using the Plackett-Burman methodology to evaluate the influence of temperature, aeration rate and stirring speed as well as the concentrations of liquid acid protein residue of soybean, soy peptone, corn steep liquor, and raw yeast extract. The results showed that all variables, except for corn steep liquor, significantly influenced biomass production. The best condition was applied to bioreactor cultures, which produced a maximal biomass of 17.87 g L-1, whereas lactic acid, the most important lactic acid bacteria metabolite, peaked at 37.59 g L-1, corresponding to a productivity of 1.46 g L-1 h-1. This is the first report on the use of liquid acid protein residue of soybean medium for L. plantarum growth. These results support the industrial use of this system as an alternative to produce probiotics without animal-derived ingredients to obtain high biomass concentrations in batch bioreactors.

O glifosato é um herbicida sistêmico, pós-emergente, não seletivo do grupo dos organofosforados, sendo amplamente usado em pomares de macieira no sul do Brasil, podendo causar consequências negativas para microrganismos benéficos do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de biodegradação do glifosato pela microbiota de solos de pomares de macieira, com diferentes históricos de aplicação do produto. Para isso, amostras de solos da região de Vacaria, RS, foram utilizadas, cuja biodegradação do glifosato foi avaliada monitorando a liberação de CO2 pelos microrganismos durante 32 dias, bem como quantificando os resíduos de glifosato e seu metabólito, o ácido aminometilfosfônico (AMPA), no início e no final do período pela extração seguida de análise por cromatografia líquida de alta eficiência. Os resultados evidenciaram que houve degradação do glifosato pelos microrganismos edáficos durante o período avaliado com formação do metabólito AMPA. O glifosato diminuiu o número de bactérias do solo, porém favoreceu o aumento da atividade microbiana. As bactérias presentes nos solos com histórico de menor tempo de aplicação do herbicida apresentaram maior capacidade de degradação do produto, quando comparadas àquelas existentes em solos com maior período de aplicação de glifosato.

Glyphosate is a systemic post-emergent herbicide of the non-selective organophosphate group widely used in apple orchards in the South of Brazil. It may have adverse effects on beneficial soil microorganisms. The aim of this study was to evaluate the biodegradability of glyphosate by soil microbiota in apple orchards with different histories of application of the product. For that purpose, soil samples from the region of Vacaria, Rio Grande do Sul, were used, with the biodegradation of glyphosate being evaluated by monitoring the release of CO2 by microorganisms over 32 days, as well as quantifying the residues of glyphosate and its metabolite, aminomethylphosphonic acid (AMPA), at the beginning and end of the period through extraction followed by analysis by high performance liquid chromatography (HPLC). The results showed that there was glyphosate degradation by soil microorganisms during the period evaluated, with formation of the metabolite AMPA. Glyphosate decreased the number of soil bacteria, but favored increased microbial activity. The bacteria present in soils with lower herbicide exposure showed more degradability of the product when compared to those found in soils with a greater period of glyphosate application.

A fermentação sourdough para a produção de pães é fortemente motivada por seus efeitos benéficos quanto ao sabor, textura, vida de prateleira e pelas propriedades nutricionais dos produtos obtidos. Nesta pesquisa, estudou-se a aplicação dos micro-organismos Kluyveromyces marxianus, Dekkera bruxellensis e Lactobacillus plantarum como culturas starters alternativas na produção de pães. A partir de sete ensaios resultantes de um delineamento de mistura simplex-centroide, foram realizadas nos pães análises sensorial e instrumental. Observou-se que pães produzidos com L. plantarum apresentaram menor volume específico, enquanto que a mistura entre K. marxianus e L. plantarum exerceu influência positiva, possibilitando obter produtos de maior volume específico. A análise sensorial demonstrou a boa aceitabilidade para os pães produzidos com a mistura entre D. bruxellensis e K. marxianus e para a mistura entre os três micro-organismos. Os resultados deste trabalho demonstram a possibilidade do uso de culturas starters definidas para a fermentação sourdough, que é tradicionalmente obtida sem controle de processo.

The sourdough fermentation in bread making is strongly motivated due to its beneficial aspects on flavor, texture, shelf life, and the nutritional properties of the obtained products. In this research, the yeasts Kluyveromyces marxianus and Dekkera bruxellensis, and the bacterium Lactobacillus plantarum were used as alternative starter cultures in bread making. Experimental designs generated from simplex-centroid mixture were used in the sensorial analyses of breads. Results have shown that bread obtained with pure cultures of L. plantarum presented the smallest specific volume, while the mixture of K. marxianus and L. plantarum positively influenced the formation of good specific volume of products. Sensorial analysis showed good acceptability for breads obtained with D. bruxellensis and K. marxianus mixture, as well as for the mixture of the three microorganisms. The results obtained in this research suggest the possibility of using defined starter cultures for sourdough fermentation, which is traditionally carried out without any process controls.

The yeast Brettanomyces/Dekkeracan cause important spoilage in wines, with the production of ethylphenols and other off-flavor compounds. This study aimed at determining the presence of this yeast and the ethylphenols produced by them in Brazilian red wines, establishing their relationship with other chemical characteristics. Isolates of Brettanomyces/Dekkerawere quantified by plating 126 samples of dry red wine in selective culture medium, while ethylphenols were analyzed by solid phase extraction and GC/FID. Free and total SO2, alcohol, total dry extract, residual sugar, total and volatile acidity, and pH were also determined. Brettanomyces/Dekkerawas present in 27% of samples. Ethylphenols were detected in most samples, with amounts higher than the threshold limit of 426 mg/L found in 46.03% of samples. The majority of wine samples showed inadequate levels of SO2and residual sugars, facts that might facilitate microbial spoilage. The passage in barrels and the grape varieties (Cabernet Sauvignon and Merlot), did not show any influence on the levels of contamination or ethylphenols contents. The prevalence of Brettanomyces/Dekkeraand the concentrations of ethylphenols were high considering the sensory impact they can cause. The growth of Brettanomyces/Dekkerawas dependent on the levels of SO2and alcohol of wines. Knowledge of the contamination, the presence of ethylphenols, and their relationship with the chemical characteristics of wines can entice effective measures to prevent Brettanomyces/Dekkeraand contribute to improve the general quality of Brazilian red wines.

Amostras de efluentes hospitalares não tratados foram testadas para determinação de efeitos citotóxicos e genotóxicos para verificar a possibilidade destes apresentarem riscos à saúde. Resultados do ensaio umuC sugeriram que o efluente de um grande hospital de clínicas gerais poderia ser considerado fracamente genotóxico. Comparativamente, efluentes de unidades de internação apresentaram freqüência maior de genotixicidade, quando comparados com efluentes de setores laboratoriais. Embora nenhuma atividade citotóxica tenha sido detectada em amostras dos efluentes de unidades laboratoriais, para unidades de internação esta atividade parece ser um problema importante.

Untreated hospital effluent samples were tested for cytotoxic and genotoxicity in order to access whether they presented any serious health hazards. Results of umuC test suggested that the effluent from a large, general hospital could be considered weakly genotoxic. Comparatively, effluents from inpatient units presented higher frequency of genotoxicity than those coming from laboratory facilities. Although no cytotoxic activity was detected in laboratory effluent samples, cytotoxicity appeared to be an important problem of effluents from inpatient units.

Com o objetivo de estudar o efeito da podridão cinzenta da uva, causada por Botrytis cinerea na composição do vinho Gewürztraminer (Vitis vinifera L.), foram analisados vinhos obtidos a partir de uvas com 0; 2,5; 5; 10; 15; e 20% em peso de podridão cinzenta. O experimento consistiu de seis tratamentos e quatro repetições. As variáveis avaliadas foram densidade, álcool, acidez total e volátil, extrato seco, extrato seco reduzido, açúcares redutores, relação álcool em peso/extrato seco reduzido, cinzas, alcalinidade das cinzas, índice de cor (I 420), polifenóis totais (I 280), N total, glicerol, ácido glicônico, minerais (P, K, Ca, Mg, Na, Mn, Fe, Cu, Zn, Rb, Li), compostos voláteis (etanal, acetato de etila, metanol, 1-propanol, 2-metil-1-propanol, 2-metil-1-butanol e 3-metil-1-butanol). A análise de regressão polinomial que avaliou o efeito da podridão cinzenta da uva na composição físico-química do vinho Gewürztraminer, mostrou que houve efeito linear significativo e positivo em relação à densidade, acidez total e volátil, extrato seco, extrato seco reduzido, açúcares redutores, cinzas, alcalinidade das cinzas, índice de cor (I 420), polifenóis totais (I 280), ácido glicônico, P, K, Ca, Mn, Fe, Rb, etanal e acetato de etila; efeito linear significativo e negativo nas variáveis álcool, relação álcool em peso/extrato seco reduzido, 2metil-1-butanol e 3-metil-1-butanol; efeito quadrático sobre N total, glicerol e metanol; e efeito cúbico sobre Mg, Zn, Li e 1-propanol. Não houve efeito significativo nas variáveis Na, Cu e 2-metil-1-propanol.

The aim of this work was to determine the effect of grape gray bunch rot, caused by Botrytis cinerea, on the composition of Gewürztraminer (Vitis vinifera L.) wine. The treatments consisted of increasing percentages (in weight) of grape gray bunch rot, i.e., 0, 2.5, 5, 10, 15, and 20%. The experiment underwent six treatments and four replications. The variables evaluated were density, alcohol, total and volatile acidity, dry extract, reduced dry extract, reducing sugars, alcohol in weight/reduced dry extract ratio, ashes, alcalinity of ashes, color (I 420), total polyphenols (I 280), total N, glycerol, gluconic acid, minerals (P, K, Ca, Mg, Na, Mn, Fe, Cu, Zn, Rb, Li), volatile compounds (ethanal, ethyl acetate, methanol, propanol-1, methyl-2-propanol-1, methyl-2-buthanol-1, and methyl-3-buthanol-1). Results showed that there was a significant linear and positive effect between gray bunch rot and the following variables: density, total and volatile acidity, dry extract, reduced dry extract, reducing sugars, ashes, alkalinity of ashes, color (I 420), total polyphenols (I 280), gluconic acid, P, K, Ca, Mn, Fe, Rb, ethanal, and ethyl acetate; there was a significant linear and negative effect on alcohol, alcohol in weight/reduced dry extract ratio, methyl-2-buthanol-1, and methyl-3-buthanol-1; a quadratic effect on total N, glycerol, and methanol; and a cubic effect on Mg, Zn, Li, and propanol-1. There was no significant effect on Na, Cu, and methyl-2-propanol-1.

Três fontes protéicas alimentares foram tratadas com transglutaminase microbiana (EC 2.3.2.13) e as características físico-químicas como reatividade, solubilidade, emulsificação e grupos amino livres dos polímeros formados foram avaliadas. Amostras de caseína láctea (CL), proteína isolada de soja (PIS) e de proteína animal hidrolisada (PAH), foram incubadas com a enzima por uma ou duas horas. CL e PIS mostraram uma redução na solubilidade de 15% e 24% respectivamente, enquanto PAH não sofreu alteração de solubilidade. A quantidade de nitrogênio livre na forma amina apresentou uma redução de 7%, 3% e 2% para PAH, CL e PIS respectivamente. CL e PIS demonstraram baixa atividade emulsificante quando tratadas enzimaticamente, porém as emulsões formadas se mostraram estáveis, em contraste com PAH que não alterou suas propriedades emulsificantes.

Three sources of food proteins were treated with microbial transglutaminase (EC 2.3.2.13) in order to assess changes in the physicochemical properties of reactivity, solubility, emulsification, and free amino groups of the formed polymers. Samples of lactic casein (LC), isolated soy protein (ISP), and hydrolysed animal protein (HAP), were incubated with the enzyme for one or two hours. LC and ISP showed a reduced solubility of 15% and 24% respectively, with HAP showing no alteration on solubility. Amino nitrogen content was 7%, 3% and 2% reduced for HAP, LC and ISP respectively. LC and ISP demonstrated lower emulsifying activity when they were enzymatically treated but the formed emulsions were stable, contrasting with HAP, which exhibited no changes in emulsifying properties.

Neste trabalho, foram estudados os efeitos de diferentes tempos de maturação post-mortem sobre os valores de ruptura tecidual (cisalhamento) e avaliação sensorial de filés de peito de frango. O processo de maturação foi realizado pela manutenção das carcaças em caixas fechadas de plástico e armazenadas a 3±1 oC. Grupos de 5 carcaças foram classificados de acordo com o período de armazenagem na câmara fria como 0 (controle), 2, 4, 8, 12 e 24 horas. Os valores de pH das carcaças durante o período do rigor post-mortem decresceram de 6,4 para 5,9, enquanto que, durante o subseqüente período de maturação, os valores voltaram a crescer, atingindo um pH de 6,2 após 12 horas, provavelmente como resultado da proteólise. Os valores de cisalhamento de Warner-Bratzler decresceram inversamente ao tempo de maturação, de acordo com uma reação cinética de primeira ordem, apresentando um declínio mais acentuado nos valores de cisalhamento nas primeiras duas horas de maturação, após o qual o desempenho tendo sido similar para todos os grupos, atingindo valores inferiores a 1kgf em 4 horas ou mais, com a maturação completa sendo atingida em 8 horas. As amostras com períodos maiores de maturação (8, 12 e 24 horas) foram preferidas na análise sensorial, sem diferenças significativas entre elas.

In this work, analysis of chicken breast fillets was performed for shear values and sensory evaluation after different times of aging. Aging process was carried out by holding carcasses in covered plastic boxes, in a cold room, at 3 +/- 1ºC; groups of 5 carcasses were stored and classified according to the period of storage in cold room as 0 (control), 2, 4, 8, 12 and 24 hours. The variation in pH of chicken carcasses during rigor decreased from 6.4 to 5.9. However, during the process of aging, the pH values increased up to 6.2 in the first 12h, probably as the result of proteolysis. The Warner-Bratzler shear values decreased as aging time increases, resulting in a first order kinetic. The carcasses presented a more accentuated decline in shear values in the first two hours of aging. After this period, the curve had a similar performance, achieving values of less than 1 kgf in 4 hours or more, with complete aging being accomplished at 8 hours. The samples with higher period of aging (8, 12 and 24 hours) were preferred in sensorial analysis, without significant differences among them.

Há uma grande preocupação mundial relacionada à liberação de hidrocarbonetos no ambiente, decorrente da atividade industrial e do derrame acidental de óleo e seus componentes relacionados. Biossurfactantes, que são emulsificadores de hidrocarbonetos, são produzidos por algumas bactérias, bolores e leveduras. São polímeros, totalmente ou parcialmente extracelulares, com uma estrutura anfipática, que formam micelas que se acumulam na interface entre líquidos de diferentes polaridades tal como água e óleo. Este processo é baseado na habilidade dos biossurfactantes em reduzir a tensão superficial, impedindo a formação de pontes de hidrogênio e certas interações hidrofílicas e hidrofóbicas. Neste trabalho, foi avaliada a produção de biossurfactantes por 5 cepas de Rhodococcus isoladas de sítios de prospecção de óleo. A medição da tensão superficial e o índice de emulsificação foram usados para quantificar a produção de biossurfactante. Investigou-se também a influência de condições ambientais - pH, temperatura, composição do meio, e o tipo de fonte de carbono - no crescimento celular e na produção de biossurfactante. A cepa AC239 demonstrou ser uma potencial produtora de biossurfactantes, apresentando até 63% de índice de emulsificação para um sistema binário. Esta poderia ser usada diretamente em derrames de óleo no meio ambiente ou na produção biotecnológica de biossurfactante.

There is world wide concern about the liberation of hydrocarbons in the environment, both from industrial activities and from accidental spills of oil and oilrelated compounds. Biosurfactants, which are natural emulsifiers of hydrocarbons, are produced by some bacteria, fungi and yeast. They are polymers, totally or partially extracellular, with an amphipathyc structure, which allows them to form micelles that accumulate at the interface between liquids of different polarities such as water and oil. This process is based upon the ability of biosurfactants to reduce surface tension, blocking the formation of hydrogen bridges and certain hydrophilic and hydrophobic interactions. The ability of biosurfactant production by five strains of Rhodococcus isolated from oil prospecting sites was evaluated. Surface tension measurement and emulsifying index were used to quantify biosurfactant production. The influence of environmental conditions was also investigated - pH, temperature, medium composition, and type of carbon source - on cell growth and biosurfactant production. Strain AC 239 was shown to be a potential producer, attaining 63% of emulsifying index for a Diesel-water binary system. It could be used, either directly on oil spills in contained environments, or for the biotechnological production of biosurfactant.