42 research outputs found
Dall’Unione alla fusione dei Comuni: le ragioni, le criticità e le forme
No full textSi tratta del saggio finale di un numero monografico dedicato al processo di trasformazione delle Unioni di comuni ed espone le le ragioni che possono spingere i Comuni ad intraprendere un processo di fusione, illustrandone al tempo stesso le possibili forme e le inevitabili criticità. A partire da una ricostruzione del quadro normativo, vengono analizzate le principali ragioni della costituzione di un Comune unico: ricerca di efficienza ed efficacia nell’azione di governo; legittimazione democratica e accountability; i costi della politica e gli incentivi finanziari. Le criticità attengono invece ai temi delle identità, dell'autonomia e della rappresentanza. Il saggio riflette sulle forme assunte dal fenomeno tanto su scala nazionale quanto a livello regionale
Analisis Kandungan Xilo-oligosakarida dari Proses Ekstraksi Tongkol Jagung dengan Metode Kombinasi Hidrolisis Asam dan Enzimatis
No full textTongkol jagung merupakan salah satu produk samping yang dihasilkan dari pengolahan industri pertanian. Ketersediaan tongkol jagung yang melimpah menjadikan tongkol jagung berpotensi sebagai salah satu penghasil bioproduk dengan nilai dan manfaat yang lebih tinggi. Tongkol jagung memiliki komponen hemiselulosa yang tinggi dan berpotensi sebagai bahan baku pembuatan prebiotik xilo-oligosakarida (XOS). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan metode hidrolisis asam dan metode kombinasi hidrolisis asam dengan enzimatis secara one-pot berdasarkan konsentrasi xilo-oligosakarida yang diperoleh dan kombinasi variasi perlakuan yang memberikan konsentrasi xilo-oligosakarida maksimum. Proses ekstraksi pada penelitian ini yaitu kombinasi metode praperlakuan hidrolisis asam dan hidrolisis enzimatis yang dilakukan secara one-pot menggunakan katalis asam oksalat dan enzim xilanase dengan variasi konsentrasi asam sebesar 0%, 0,5%, 1%, dan 1,5% pada suhu 121ºC selama 30 dan 60 menit. Kondisi hidrolisis enzimatis pada suhu 55ºC selama 24 jam dengan kecepatan 100 rpm. Selain itu dilakukan hidrolisis asam tanpa penambahan enzim dengan kondisi perlakuan yang sama sebagai perlakuan pembanding. Hasil penelitian yang diperoleh yaitu konsentrasi xilo-oligosakarida maksimal dari proses hidrolisis asam sebesar 15,69 g/L dan dari metode hidrolisis enzimatis one-pot sebesar 11,47 g/L yang dihidrolisis dengan 0,5% asam oksalat selama 60 menit. Konsentrasi xilosa maksimal didapatkan dari metode hidrolisis enzimatis one-pot sebesar 16,71 g/L dengan 1,5% asam oksalat selama 60 menit. Konsentrasi gula pereduksi maksimal pada hidrolisis asam sebesar 43,34 g/L dengan 1,5% konsentrasi asam oksalat selama 30 menit. Selain itu, berdasarkan analisis neraca massa ditunjukkan bahwa metode hidrolisis asam menghasilkan 15,70 g XOS dan 6,14 g xilosa dan hidrolisis enzimatis one-pot menghasilkan 11,47 g XOS dan 7,41 g xilosa dari 100 g tongkol jagung
BRAIN id: NER68 - xilo-anthracological dataset
No full textTerramara di Montale (Modena, N Italy).
Dataset including plant macroremains (woods and charcoals) from sediment samples collected during archaeological excavations at the Terramara di Montale (Montale, Modena, N Italy; 44°34'34" N, 10°54'38" E, 71 m asl; site chronology: 1650–1200 BC). The dataset was created as part of the National Biodiversity Future Center (NBFC, Palermo, Italy). The site is included in the BRAIN database (https://brainplants.successoterra.net/; site id: NER68)
BRAIN id: NSM1 – xilo-anthracological dataset
No full textDomagnano (San Marino).
Dataset including plant macroremains (woods and charcoals) from sediment samples from a Roman cistern and a Gothic well in the site of Domagnano (San Marino; 43°56'52" N, 12°28'08" E, 255 m a.s.l.; chronology: from c. 250 BC to c. 650 AD). The dataset was created as part of the National Biodiversity Future Center (NBFC, Palermo, Italy). The site is included in the BRAIN database (https://brainplants.successoterra.net/; site id: NSM1)
Reperti antraco/xilologici del pozzo di Rubiera (53 m s.l.m., Reggio Emilia-Nord Italia): età tardo antica; fine VI-metà VII sec. d.C.
No full textIl pozzo di Rubiera è uno dei numerosi pozzi scoperti nell'area modenese; gli studi archeologici documentano che il pozzo venne abbandonato fra la fine del VI e la metà del VII sec. d.C.. Il presente lavoro illustra i risultati delle indagini xilo-antracologiche effettuate su reperti rinvenuti all'interno del pozzo. I reperti lignei documentano un ambiente rurale caratterizzato da querceti planiziari e da piante coltivate. Gli oggetti lignei sono stati fabbricati utilizzando legni locali
Inmovilización y estabilización de endoxilanasas de trichoderma reesei. Producción de xilo-oligosacaridos por hidrolisis enzimática de xilano.
No full textTesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Química Física Aplicada . Fecha de lectura: 05-12-2017Las xilanasas son glucosidasas que catalizan la hidrólisis de los enlaces 1,4-β-glucosídicos (endo-1,4-β-xilanasa) del xilano y que poseen potencial biotecnológico en varios procesos industriales. Recientemente, han tomado especial relevancia debido a su uso para la producción de los xilo-oligosacáridos (XOS) como ingredientes prebióticos. A pesar del uso de biocatalizadores poseer varias ventajas sobre los métodos químicos, su empleo generalmente es limitado para uso industrial debido principalmente a dos grandes factores: su dificultad de ser reciclado y su limitada estabilidad operacional. La inmovilización en soportes sólidos tal vez sea la estrategia preferida y más utilizada para solucionar las desventajas anteriores. Mejorar las propiedades catalíticas de las enzimas, modificando física o químicamente su superficie después del proceso de inmovilización (post-inmovilización), es una forma de optimizar el biocatalizador inmovilizado y tiene un enorme potencial. Así, el objetivo principal de la presente Tesis Doctoral fue el diseño de biocatalizadores muy eficientes de xilanasas para optimizar la producción de xilo-oligosacáridos. Las enzimas D333MDP y Bioxilanasa fueron inmovilizadas por unión covalente multipuntual en condiciones alcalinas, resultando en derivados con 0,718 y 7,83 mg de proteína/g soporte, respectivamente. La Bioxilanasa también fue inmovilizada en soporte de bajo costo, resultando en un derivado con 7.65 mg de proteína/g soporte. Modificaciones físico-químicas con polímeros viscosos fueron realizadas en los derivados, logrando biocatalizadores hasta 380 veces más estables que las enzimas solubles. Los biocatalizadores modificados mostraron una mayor eficiencia en la reacción de hidrólisis de xilano presente en la madera de haya y xilano de maíz, resultando reacciones hasta 5 veces más rápidas y más eficiente en producción de XOS que con los biocatalizadores inmovilizados no modificados, logrando realizar seguidos ciclos de reacción de hidrólisis de xilano, alcanzando 90-100% de conversión a pH 5 50º C. Las enzimas estudiadas fueron inmovilizadas y estabilizadas con éxito, generando catalizadores propicios para la economía, con un alto grado de eficiencia y con una producción sostenible de xilo-oligosacáridos en los diferentes sectores industriales. Fue posible obtener un biocatalizador capaz de ser estable y reutilizable en las reacciones de hidrólisis de xilano, manteniendo la misma eficiencia de la reacción inicial en las reacciones sub-siguientesXylanases are glucosidases that catalyze the hydrolysis of xylan 1,4- β-glucosidic bonds (endo-1,4-β-xylanase) and have a biotechnological potential in several industrial processes. They recently received attention for their role on the production of xylooligosaccharides (XOS) as prebiotic ingredients. Despite having several advantages over chemical methods, enzymes are generally limited on industrial applications due mainly to two major factors: their difficulty in being recycled and their limited operational stability. Immobilization on solid supports may be the preferred and most commonly used strategy to solve these disadvantages. Improving the catalytic properties of the enzymes, by physically or chemically modifying their surface after the immobilization process (post-immobilization), is a way to optimize the immobilized biocatalyst and has an enormous potential. Thus, the main objective of this Doctoral Thesis was the design of highly efficient xylanase biocatalysts to optimize the production of xylooligosaccharides. The enzymes D333MDP and Bioxilanase were immobilized by covalent multipunctual binding under alkaline conditions, resulting in derivatives with 0.718 and 7.83 mg of protein / support, respectively. BIO was also immobilized on low cost support, resulting in a derivative with 7.65 mg of protein / g support. Physicalchemical modifications with viscous polymers were carried out on the derivatives, achieving biocatalysts up to 380 times more stable than soluble enzymes. The modified biocatalysts showed a higher efficiency in the xylan hydrolysis reaction of beechwood and corn xylan, resulting in reactions up to 5 times faster and more efficient in the production of XOS than those with the unmodified immobilized biocatalyst. Several consecutive cycles of hydrolysis reaction of xylan were achieved, reaching 90-100% conversion to pH 5, 50ºC. The enzymes studied were successfully immobilized and stabilized, generating catalysts economically profitable, efficient and sustainable production of xylooligosaccharides in the different industrial sectors. It was possible to produce a biocatalyst capable of being stable and reusable in xylan conversion while maintaining the same efficiency of the initial reaction in the following reaction
Avaliação da produção de xilo-oligossacarídeos a partir de casca de soja
No full textXylooligosaccharides (XOS) are short-chain polymers of xylose (2 to 7 units) which can be
produced by enzymatic hydrolysis of the xylan from the lignocellulosic feedstocks. XOS have a great
potential as probiotic ingredients, and when they are incorporated in diets, they can provide many
health benefits. The worldwide interest in the use of lignocellulosic residues is constantly growing, and
in this scenario the soybean hull arises as a potential residue of the Brazilian agroindustry. The
bioconversion of these residues to value-added products requires suitable pretreatments to
deconstruct/disorganize the recalcitrant lignocellulosic complex, separating its main fractions:
cellulose, hemicellulose, and lignin. In this context, this work did evaluate different biomass
pretreatments aiming to produce XOS by the action of a Bacillus subtilis endoxylanase. Initially, the
conditions for maximum catalytic activity of this enzyme were evaluated changing pH, buffer, and
temperature. Among these parameters, 50 mM citrate buffer, pH 5.5, and 45 oC were the one that gave
highest activity. The in nature soybean hull (previously chemically characterized) was hydrolyzed
with soluble endoxylanase with different enzyme loads (40, 80, and 100 U/g biomass) under preestablished
pH and temperature, producing around 55 mg RS/g dry biomass. This result, though little
expressive, showed the viability of XOS production from soybean hull. However, this approach
requires a suitable pretreatment of the lignocellulosic biomass to improve the endoxylanase
accessibility to the C-5 fraction. Several pretreatments were performed in the soybean hulls, such as,
enzymatic deproteinization, hydrogen peroxide/acetic acid pretreatment, and organosolv-ethanol
pretreatment. For some pretreatments, reagent concentration and reaction time were evaluated, as well
as, sequential pretreatment. Besides, enzymatic hydrolysis of the in nature soybean hull under
microwave irradiation was also evaluated. The deproteinization of the soybean hull was not very
efficient to the enzymatic hydrolysis of the remnant solid (production of 30 mg RS/dry biomass).
However, this pretreatment allows the protein recovery as a high nutritional value hydrolysate. The
pretreatment of the deproteinized soybean hulls with hydrogen peroxide solution (5 M, 1 h) removed
56% lignin without cellulose losses. However, this pretreatment did not contribute to an efficient
action of the endoxylanase to the hemicellulose fraction (production of around 30 mg RS/g dry
biomass). The organosolv-(50% v/v)ethanol pretreatment of the deproteinized soybean hulls promoted
the removal of around 50% lignin, with low solubilization of hemicellulose (<17%), producing a poor
substrate for the endoxylanase. The organosolv pretreatments with 50 and 70% (v/v) ethanol of the in
nature soybean hull were able to solubilize around 30% hemicellulose, allowing the production of
around 76 and 49 mg RS/g dry biomass, respectively, after hydrolysis with endoxylanase. Finally, the
microwave action on the lignocellulosic biomass probably decreased the biomass recalcitrance,
because the hydrolysis of the in nature soybean hulls catalyzed by the endoxylanase (100 IU / g of
biomass) yielded approximately 100 mg of RS/g dry biomass. On the other hand, the hydrolysis
performed in a reactor under conventional heating produced only 52 mg RS/g dry biomass. The results
of this work did show that the combination of microwave irradiation and enzymatic hydrolysis might
be a promising alternative to produce XOS.
Keywords: soybean hulls; xylo-oligosaccharides; pretreatmentsCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Xilo-oligossacarídeos (XOS) são polímeros de xilose de cadeia curta (2 a 7 unidades) que podem ser
obtidos por hidrólise enzimática da xilana presente na fração de hemicelulose dos materiais
lignocelulósicos. XOS possuem um grande potencial como ingredientes prebióticos, e quando incorporados
na dieta, podem fornecer muitos benefícios à saúde. O interesse mundial no aproveitamento de resíduos
lignocelulósicos é cada vez maior, e no cenário nacional a casca de soja se destaca como um potencial
resíduo da agroindústria brasileira. Para viabilizar a bioconversão desses resíduos em produtos de interesse
comercial (etanol 2G e XOS, por exemplo) são necessários pré-tratamentos, que atuam
desconstituindo/desorganizando a estrutura altamente recalcitrante do complexo lignocelulósico e
separando as frações principais da biomassa: celulose, hemicelulose e lignina. Neste contexto, este trabalho
teve por objetivo avaliar diferentes pré-tratamentos da biomassa para produzir sequencialmente XOS por
ação de uma endoxilanase de Bacillus subtilis. Inicialmente as condições de máxima atividade catalítica
dessa enzima foram avaliadas variando pH, tampão e temperatura. Dentre as variáveis estudadas, as que
contribuíram para uma melhor atividade da endoxilanase foram tampão citrato de sódio (50mM) pH 5,5 e
45 °C. A casca de soja in natura (previamente caracterizada quimicamente) foi hidrolisada com
endoxilanase solúvel com diferentes cargas enzimáticas (40, 80 e 100 U/g casca) nas condições de pH e
temperatura pré-estabelecidas, produzindo em média 55 mg de AR/g biomassa seca. Esse resultado,
embora pouco expressivo, demonstrou a viabilidade da produção de XOS a partir de casca de soja,
requerendo, entretanto, um pré-tratamento adequado para melhorar a acessibilidade da endoxilanase à
fração C-5 da biomassa. Os pré-tratamentos avaliados foram a desproteinização enzimática da casca, prétratamento
com peróxido de hidrogênio e ácido acético e pré-tratamento organossolve-etanol, variando
nestes, as concentrações de solventes, tempo de reação e pré-tratamentos sequenciais. Adicionalmente,
realizou-se a hidrólise enzimática da casca de soja in natura em reator micro-ondas. A desproteinização da
casca de soja mostrou-se ineficiente para a hidrólise da fração sólida remanescente com endoxilanase
(produção de 30 mg de AR/g biomassa seca), embora esse pré-tratamento permita a recuperação de
proteínas como um hidrolisado de alto valor nutricional. O pré-tratamento com peróxido de hidrogênio (5
M, 1 h) para casca de soja desproteinizada removeu 56% de lignina sem perdas de celulose, entretanto, este
pré-tratamento não contribuiu para uma eficiente atuação da endoxilanase sobre a fração hemicelulósica
(produção de aproximadamente 30 mg de AR/g biomassa seca). O pré-tratamento organossolve-etanol 50%
(v/v) da casca de soja desproteinizada removeu em torno de 50% de lignina com baixa solubilização de
hemicelulose (< 17%), gerando, portanto, um líquido com baixa concentração de substrato para a ação da
endoxilanase. Os pré-tratamentos organossolve-etanol 50 e 70% (v/v) da casca de soja in natura foram
capazes de solubilizar em torno de 30% da hemicelulose, sendo possível a produção de 76 e 49 mg de
AR/g de biomassa seca, respectivamente, após hidrólise com endoxilanase. Por fim, a ação das microondas
sobre a biomassa lignocelulósica provavelmente reduziu a recalcitrância da biomassa, pois a
hidrólise da casca in natura com endoxilanase (100 U/g de casca) produziu aproximadamente 100 mg de
AR/g de biomassa seca, ao contrário da hidrólise conduzida em reator com aquecimento convencional que
produziu em torno de 52 mg de AR/g de biomassa seca. Os resultados deste trabalho indicam que a
combinação de irradiação micro-ondas e hidrólise enzimática pode ser uma alternativa promissora para a
produção de XOS
Autohydrolysis of agricultural by-products for the production of xylo-oligosaccharides.
No full textOF THE THESIS TITLED "AUTOHYDROLYSIS OF AGRICULTURAL BYPRODUCTS FOR THE PRODUCTION OF XYLO-OLIGOSACCHARIDES"Débora A. Nabarlatz Lignocellulosic biomass is a fully renewable resource that can be used as raw material for the production of a wide variety of ompounds, such as biomass‐derived fuels, power, chemicals or materials. In the present research, agricultural residues typical from the Mediterranean region of Spain, were used for the production of xylo‐oligosaccharides with potential applications in the food and pharmaceutical field. Autohydrolysis reaction was tested at several temperatures and reaction times to produce these xylo‐oligosaccharides. It was found that the increase in the temperature and longer reaction times increased the depolymerization of xylan and the fomation of low molar mass products. Cellulose and lignin remained quantitatively in the solid, which suggests that the solid residue could be used to recover them in a subsequent step. The maximal yield of xylo‐oligosaccharides was around 63 wt% for almond shells at 190°C and 19 min of reaction. The molar mass distribution of the products was very broad (between 100 to 106 g/mol), and was strongly dependent on the reaction conditions and the raw material used. All the xylo‐oligosaccharides obtained by autohydrolysis reaction showed structural features of a partially O‐acetylated 4‐O‐methylglucuronoxylan with different degrees of substitution depending on the raw material where they came from. Several purification methods were tested for the removal of impurities and/or separation in different molecular weight fractions. The precipitation using a non solvent allowed to recover between 85% and 95% of the theoretical 1xylo‐oligosaccharides for corncobs and almond shells, respectively, obtained at 169°C and 25 min of reaction. The yield of product precipitated tended to be much lower at higher reactions times, since the low molar mass oligomers and monomers were soluble in the ethanol‐water mixture. The ultrafiltration using polymeric membranes seems the most promising method for the removal of low molar mass impurities, and also for the separation in different molecular weight fractions. The results obtained demonstrated that the 1 kDa membrane was the more selective for the removal of lignin‐derived impurities. It was also observed that the increase in the pressure of operation decrease the selectivity, and for this reason the membranes should be operated at low pressure to maximize it, although this will imply a larger area for the same flow rate of permeate. The adsorption of impurities on activated carbons was tested, and it was higher for lignin‐related products than for xylo‐oligosaccharides. The retention for lignin‐derived products was limited because part of them seemed to be linked to the xylo‐oligosaccharides. Preliminary results obtained with the experiments using enzymatic membrane reactors showed that is possible to depolymerize dexrans and separate dextran oligomers in only one step, which suggest that the same treatment could be applied for the production of low molar mass xylo‐oligosaccharides useful for food applications. The antioxidant activity was measured for the different xylo‐oligosaccharides obtained, and it was higher for xylo‐oligosaccharides from corncobs and olive stones. It was found that all of them have a strong antioxidant activity compared with natural products, making them potential candidates for their use as food additives. Preliminary results about the immunomodulatory activity of xylo‐oligosaccharides from almond shells demonstrated that they showed dose‐dependent direct mitogenic as well as comitogenic activities, similarly as the 2immunogenic water‐soluble arabinoglucuronoxylan from corncobs used as positive control. The activities in the whole doses range were about 30% lower in comparison to the control. Further studies have to be done in the possible applications of these xylo‐oligosaccharides, determining the corresponding combination of reaction/separation process to obtain the required product. DE LA TESIS TITULADA "AUTOHIDRÓLISIS DE RESIDUOS PROCEDENTES DE LA AGRICULTURA PARA LA PRODUCCIÓN DE XILO-OLIGOSACÁRIDOS"DÉBORA A. NABARLATZ La biomasa lignocelulósica es un recurso completamente renovable, que está cobrando cada vez mayor importancia debido a que puede ser utilizado para la producción de una amplia variedad de comuestos, tales como biocombustibles, biopolímeros, etc. Para esta tesis, se han utilizado diversos residuos procedentes de cultivos agrícolas (típicos de la región del Mediterráneo en España), con el objetivo de producir xilo‐oligosacáridos con potencial aplicación en la industria alimentaria y farmacéutica. Se propuso una etapa de reacción basada en la autohidrólisis para la producción de los xilo‐oligosacáridos. Se estudió el efecto de los parámetros de reacción en las características de los xilo‐oligosacáridos obtenidos, observándose que el incremento en la temperatura de reacción junto con tiempos de reacción más largos, aumentan el grado de depolimerización del xilano y la formación de productos de bajo peso molecular. La celulosa y la lignina permanecen en el sólido, lo que sugiere que dicho residuo sólido puede ser recuperado y utilizado en una etapa subsiguiente para la producción de otroscomponentes. El máximo rendimiento de xilo‐oligosacáridos es alrededor del 63% (peso/peso) para la cáscara de almendra a 190ºC y 19 min de reacción. La distribución de masa molar de los productos (xilo‐oligosacáridos, monómeros y productos de bajo peso molecular) es muy amplia (entre 100 a 106 g/mol), siendo ésta fuertemente dependiente de las condiciones de reacción, y del material original utilizado. 1La estructura química de los xilo‐oligosacáridos obtenidos es la misma para todos los residuos agrícolas estudiados, siendo en todos los casos del tipo 4‐O‐metil‐glucuronoxilano parcialmente acetilado, con diferentes grados de sustitución dependiendo de la especie de origen. Se evaluaron también diversos métodos de purificación con el objetivo de remover el material de bajo peso molecular, y/o separar en fracciones de diferente peso molecular. La precipitación con un no solvente (etanol) permite recuperar entre el 85% y el 95% (para marlos de maíz y cáscara de almendra, respectivamente) de la cantidad teórica presente en la solución, obtenida a 169ºC y 25 min de reacción. El rendimiento del producto precipitado disminuye considerablemente a tiempos de reacción mayores, debido a que los oligómeros de bajo peso molecular junto con los monómeros permanecen solubles en la mezcla etanol‐agua. La ultrafiltración con membranas poliméricas parece el método más prometedor para la eliminación de impurezas de bajo peso moleular. Los resultados demuestran que la membrana con MWCO 1 kDa es la más selectiva para la eliminación de las impurezas derivadas delignina. La adsorción de impurezas en carbones activados comerciales también fue evaluada. Se pudo observar que la adsorción es mayor para los productos derivados de lignina y las impurezas de bajo peso molecular que ara los xilo‐oligosacáridos. La retención para los compuestos derivados de la lignina se ve limitada porque parte de ellos parecen estar enlazados a los xio‐oligosacáridos. Se han realizado algunos estudios para evaluar las posibles aplicaciones de los xilo‐oligosacáridos obtenidos. Con este propósito, se determinó su actividad antioxidante, encontrando que los procedentes del hueso de oliva o marlos de maíz tenían la mayor actividad antioxidante. Esta actividad es muy alta si se la compara con la actividad antioxidante de frutos naturales, lo que hace a estos xilo‐oligosacáridos candidatos potenciales para su uso como aditivos alimentarios. En un estudio diferente, se evaluó la actividad inmuno‐2modulatoria de los xilo‐oligosacáridos procedentes de la cáscara de almendra. Se encontró que estos xilo‐oligosacáridos poseen actividad, tanto mitogénica como comitogénica, siendo ésta un 30% menor comparada con la del control. En el futuro, otros estudios deberían llevarse a cabo sobre las posibles aplicaciones de estos xilo‐oligosacáridos, determinando la combinación correspondiente de los pasos de reacción y purificación de acuerdo al producto requerido.
Efecto de la suplementación con xilo-oligosacáridos en el agua de bebida y del nivel de fibra soluble del pienso sobre los parámetros productivos y digestivos en conejos en crecimiento = Effect of xylo-oligosaccharides supplementation in drinking water and level of dietary soluble fibre on growth performance and digestive traits in rabbits
No full textEl objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la suplementación con XOS en agua y su posible efecto sinérgico con la fibra soluble sobre los rendimientos productivos de gazapos así como su influencia sobre la fisiología del tracto digestivo. Se utilizaron 6 tratamientos estructurados de forma factorial (3 niveles de xilo-oligosacaridos en agua —0, 4,0 y 8,0 g/L— × 2 niveles de fibra soluble en el pienso —8,8 vs. 12,9 % MS—). Se utilizaron 282 gazapos destetados a los 35 d. Se determinó la digestibilidad fecal de 40 a 43 d de edad y a los 46 d se suspendió la suplementación de XOS en el agua y se sacrificaron 48 gazapos para determinar los ácidos grasos volátiles (AGV) en la digesta. La suplementación con XOS mejoró la velocidad de crecimiento y la eficiencia alimenticia de 35 a 46 d de edad (un 14%; P ≤ 0,033) y tendió a reducir linealmente la mortalidad de los gazapos en este periodo (P = 0,10), sin modificar la ingestión de pienso, ni la digestibilidad de la energía y proteína. Al final del cebo solo se observó una mejora lineal de la eficiencia alimenticia de un 6,7% al suple-mentar con XOS. Los XOS modificaron poco la concentración de AGV en el íleon y el ciego y no afectaron al pH de la digesta, sin mostrar interacciones con el nivel de fibra soluble. Por su parte, el incremento del nivel de fibra soluble redujo la mortalidad en el periodo global de cebo (P = 0,002), tendió a mejorar la eficiencia alimenticia (P = 0,075), y aumentó la digestibilidad de la energía bruta (P = 0,009) y la concentración de AGV en el íleon (9,16 vs. 5,75 mmol/g, P < 0,001) y en el ciego (88,7 vs. 69,8 mmol/g, P < 0,001)
Purificação de xilanases de Aureobasidium pullulans CCT 1261 e sua aplicação na produção de xilo-oligossacarídeos
No full textDissertação (Mestrado)Enzimas xilanolíticas estão envolvidas na hidrólise da xilana, sendo que as principais incluem as endo-β-1,4-xilanases (xilanases) e β-xilosidases. Estas podem ser aplicadas na bioconversão de materiais lignocelulósicos em produtos de valor agregado, como xilo-oligossacarídeos (XOs). Os XOs são oligossacarídeos que apresentam atividade prebiótica, sendo obtidos preferencialmente por hidrólise enzimática. A produção de xilanases por leveduras merece destaque, pois são secretadas enzimas com alta atividade de endo-β-xilanases e baixa de βxilosidases, característica desejável para a produção de XOs. Técnicas de purificação podem ser aplicadas para separação destas enzimas, de forma a favorecer a produção de XOs pela atenuação da produção de xilose. Este trabalho teve por objetivo estabelecer um protocolo para purificação de xilanases de Aureobasidium pullulans, bem como caracterizar e aplicar o extrato enzimático purificado na produção de XOs. Os cultivos para produção da enzima foram realizados em frascos Erlenmeyer aletados com 147 mL de meio estéril (pH 7.0) contendo (g/L) farelo de arroz (61,9), extrato de levedura (1,5) e (NH4)2SO4 (3,6), além de 3 mL de inóculo. Os frascos foram mantidos sob agitação orbital (150 rpm) e a 28 °C por 72 h. As técnicas de purificação da enzima estudadas foram a precipitação com sulfato de amônio (NH4)2SO4 e etanol em diferentes concentrações, em um único estágio e de forma fracionada (dois ou mais estágios). A enzima purificada foi caracterizada em termos do pH e temperatura ótimo, efeito de íons metálicos na atividade, parâmetros cinéticos, estabilidade térmica e em relação ao pH. A produção de XOs foi realizada a 45 °C, 3 % (m/v) de xilana de faia, pH 4,5, relação enzima:substrato 200 U/g, 180 rpm, por 24 h. Nestas condições de hidrólise foi avaliado o efeito de íons Ca2+ . A purificação da xilanase por precipitação fracionada (0-20/20-60 %) com (NH4)2SO4 foi mais eficiente, com fator de purificação (FP) 10,27 vezes e recuperação da atividade enzimática de 48,6 % que a precipitação fracionada com etanol (FP = 5,54 e recuperação da atividade enzimática de 43,01 %). A xilanase purificada exibiu temperatura e pH ótimos de 50 °C e 4,5, respectivamente. A constante de Michaelis-Menten para a enzima purificada foi de 74,9 mg/mL. A adição dos sais CaCl2, ZnCl2 e FeCl3 no meio reacional promoveu o aumento da atividade, sendo que o Ca2+ (10 mmol/L) destacou-se entre os demais pois aumentou a atividade da xilanase em 44 %. A xilanase purificada com sal apresentou maior estabilidade térmica a 45 °C e pH 4,5 com meia-vida (t1/2) de 169 h. Nestas condições e na presença de íons Ca2+ (10 mmol/L) a enzima foi ainda mais estável (t1/2= 231 h). Nas reações de hidrólise os teores de XOs totais (6,7 mg/mL) e a conversão da xilana em XOs (22,3 %) não apresentaram diferenças significativas (p>0,05) entre 2 e 24 h de processo. Os hidrolisados apresentaram composição majoritária de xilobiose, xilotriose e xilose. A adição de íons Ca2+ não contribuiu para o aumento do conteúdo de XOs totais nem para maior conversão de xilana em XOs, porém o hidrolisado apresentou menor conteúdo de xilose e maior de xilobiose em 24 h.Xylanolytic enzymes are involved in xylan hydrolysis, the main ones being endo-β-1,4- xylanases (xylanases) and β-xylosidases. They can be applied to bioconvert lignocellulosic materials into value-added products such as xylooligosaccharides (XO). XOs are oligosaccharides with prebiotic activity, preferably obtained by enzymatic hydrolysis. The production of xylanases by yeasts is noteworthy, as enzymes with high endo-β-xylanase activity and low β-xylosidases activity are secreted, which is a desirable characteristic to produce XOs. Purification techniques can be applied to separate these enzymes, favoring the production of XOs by attenuating the xylose production. This study aimed to establish a protocol for the purification of xylanases from Aureobasidium pullulans, as well as to characterize and apply the purified enzyme into XOS production. Enzyme production was carried out in Erlenmeyer flasks (500 mL) with 147 mL of sterile medium (pH 7.0) containing rice bran 61.9 g/L. All cultivations occurred under orbital shaking (150 rpm) at 28 °C for 72 h. The enzyme purification techniques studied were ammonium sulfate (NH4)2SO4 and ethanol precipitation at different concentrations, in a direct and fractioned (two or more steps) ways. The purified xylanase was characterized in terms of optimum pH and temperature, kinetic parameters, effects of metal ions, thermal stability and in relation to pH. XOS were produced by enzymatic hydrolysis of beech xylan using purified xylanase in an incubator with temperature control (45 °C) and orbital shaking (180 rpm) 3% (w/v) of beech xylan, enzyme:subtrate rario (200 U/g) and pH 4.5 for 24 h. Under these hydrolysis conditions, the effect of the Ca2+ ion was evaluated. Purification of xylanase by fractional precipitation (0-20 / 20-60 %) with (NH4)2SO4 was more efficient (purification factor (PF) of 10.27 times and a recovery of enzyme activity of 48.6 %) than with ethanol fractional precipitation (PF = 5.54 times and a recovery of enzyme activity of 43.01%). The purified xylanase exhibited optimum temperature and pH of 50 °C and 4.5, respectively. The Michaelis-Menten constant for the purified enzyme was 74.9 mg/mL. The addition of salts such as CaCl2, ZnCl2 and FeCl3 in the reaction medium increased the xylanase activity. The Ca2+ ion (10 mmol/L) stood out among the other ions due to an increase in enzymatic activity by 44 %. The purified xylanase by (NH4)2SO4 showed greater thermal stability (t1/2 = 169 h) at 45 °C and pH 4.5. Under these conditions and in the presence of Ca2+ ions the enzyme was even more stable (t1 /2 = 231 h). In the studied temperature range (45 - 55 °C) it was found that xylanase is more stable at pH 4.5. In hydrolysis reactions for total XOs contents (6.7 mg/mL) and the conversion of xylan to XOs (22.3 %) between 2 and 24 h were statistically equal. The hydrolysates showed the majority composition of xylobiose, xylotriosis and xylose. The addition of Ca2+ ions did not contribute to an increase in the total XOs content or to a greater conversion of xylan into XOs. However, the hydrolysate showed lower content of xylose and higher content of xylobiose in 24 h
