Avocado seed meal as an alternative substrate for pectinase production by Gongronella butleri

Authors

DOI:

https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v11n1.braga

Keywords:

enzymatic bioproduction, bioprocesses, solid state cultivation

Abstract

The use of leftovers or refuse from agricultural and/or agro-industrial production for the cultivation of microorganisms with enzyme production has become constant, as well as being suitable as a sustainable alternative; adds value to by-products; and also acts as a mitigation strategy for environmental changes. The present work aimed to study the profile of the bioconversion activity of avocado kernel flour, carried out by the fungal strain Gongronella butleri, in order to produce pectinases. The fungal strain was inoculated in triplicate, in flasks containing freeze-dried avocado seed meal, which were previously moistened with nutrient saline solution and sterilized. Fermentations took place at 35ºC for 24, 48, 72, 96 and 120 h. The production profile of pectinases over time was determined by measuring the enzymatic activity (U g-1) of the crude extract obtained in the fermentations, using spectrophotometry at 540 nm, according to the standard method of reduction of 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS). The avocado kernel flour induced the production of enzymes, with an increase in pectinolytic activity with the course of fermentation, reaching the peak of highest activity (19.43 U g-1) at 96 h. In comparison with studies that used microbial genera considered standard for the fermentation of agro-industrial "waste" and the production of pectinases, the fungal strain of G. butleri, presents itself as a potential alternative biological agent in the production of pectinases, when compared to stone flour from avocado, especially if optimization tests are applied.

Author Biographies

Héberly Fernandes Braga, Instituto Federal do Triângulo Mineiro - Campus Uberlândia Centro

Doutor em Microbiologia pela Universidade Estadual Paulista - UNESP (2021). Mestre em Engenharia e Ciência de Alimentos pela UNESP (2013). Especialista em Biotecnologia e Qualidade em Alimentos pela Faculdade Pitágoras (2009). Graduado em Tecnologia em Alimentos pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Triângulo Mineiro - IFTM (2009), em Ciências Biológicas - Bacharelado pela Universidade Federal de Uberlândia - UFU (2007) e em Ciências Biológicas - Licenciatura pela UFU (2006). Técnico em Patologia Clínica/Biodiagnóstico pela Escola Técnica de Saúde da UFU (2004). Atualmente é professor do Ensino Básico, Técnico e Tecnológico do IFTM. Tem experiência na área de Ciência e Tecnologia de Alimentos e Biologia Aplicada, com ênfase em Microbiologia, Bioprocessos Microbianos e Enzimáticos, Bioquímica, Biotecnologia, Conservação, Segurança e Análise Sensorial dos Alimentos.

Milla Alves Baffi, Universidade Federal de Uberlândia - Campus Umuarama

Possui Graduação em Ciências Biológicas (1998) e Mestrado em Genética (2001) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho UNESP, Campus de São José do Rio Preto, SP; Doutorado em Genética e Bioquímica pela Universidade Federal de Uberlândia (2006) e Pós-Doutorado em Microbiologia de Alimentos pela Universidad de Castilla La Mancha-UCLM, Espanha (2008-2009) e pela UNESP de São José do Rio Preto, SP (2007-2010). É Professora Associado nivel II do Curso de Graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária (EAS) na Universidade Federal de Uberlândia (UFU) desde dezembro de 2010 e Membro Permanente do Programa de Pós-Graduação em Biocombustíveis na mesma instituição. Tem experiência na área de Microbiologia de Alimentos e Bioprocessos, com ênfase em Enzimologia e Fermentações. Linhas de Pesquisa: "Isolamento, identificação molecular e prospecção de fungos e leveduras presentes em alimentos e amostras ambientais", "Seleção de leveduras autóctonas e enzimas para melhoramento de vinhos", "Produção de coquetéis enzimáticos caseiros por fermentação em estado sólido", "Reaproveitamento de resíduos agroindustriais para sacarificação enzimática e produção de etanol de segunda geração" e Avaliação da qualidade microbiológica da água". É revisora de vários periódicos internacionais, tais como Process Biochemistry, Industrial Crops and Products, Plos One, Applied Biochemistry and Biotechnology, Microbiological Research, entre outros. Foi membro do Colegiado do Curso de Engenharia Ambiental de 2010 a 2016 e Coordenadora do mesmo curso entre 2014 e 2016. É membro do Conselho do Instituto de Ciências Agrárias da UFU de do Núcleo Docente Estruturante da EAS. Faz parte do Grupo Técnico de Trabalho da UFU sobre a qualidade da água nos bebedouros dos campi UFU e do Núcleo de Apoio Estudantil da EAS (NAAMB). Palavras chave: leveduras, vinho, fungos, fermentação em estado sólido, produção de enzimas, celulases, hemicelulases, hidrólise enzimática, etanol celulósico e coliformes.

Heloiza Ferreira Alves do Prado, Universidade Estadual Paulista - Campus de Ilha Solteira

Possui graduação em Bacharelado em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (1996), Campus de São José do Rio Preto; mestrado em Ciências Biológicas, área de Microbiologia Aplicada pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2000), Campus de Rio Claro e doutorado em Ciências Biológicas, área de Microbiologia Aplicada, pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2005), Campus de Rio CLaro. Atualmente é professor assistente doutor da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Campus de Ilha Solteira. Tem experiência na área de Bioquímica, com ênfase em Enzima Microbiana, atuando principalmente nos seguintes temas: enzima microbiana, ciclodextrina glicosiltransferase, amilases, celulase, xilanase, produção de enzimas, processos fermentativos, caracterização e purificação de enzimas. 

References

Abdullah R, Jafer A, Nisar K, Kaleen A, Iqtedar M, Iftikhar T et al Saleen F, Naz S. Process optimization for pectinase production by locally isolated fungal strain using submerged fermentation. Bioscience Journal, v.33, n.4, p.1025-1032, 2018. https://doi.org/10.14393/Bj-v34n1a2018-39947

Amin F, Bhatti HN, Bilal M. Recent advances in the produc-tion strategies of microbial pectinases - A review. Internati-onal Journal of Biological Macromolecules, v.122, p.1017-1026, 2019. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.09.048

BCC Research: Market Research Reports & Industry Analys-is. (2018). Global Industrial Enzymes Market. Disponível em: https://www.bccresearch.com/partners/verified-market-research/global-industrial-enzymes-market.html. Acessado em Outubro, 2022.

Braga HF, Alves-Prado HF, Baffi MA. Perfil de produção de pectinases por fungo isolado do solo do Cerrado, frente ao coproduto palha de milho, empregando cultivo em estado sólido. In: Simpósio de Biociências e Microbiologia. São José do Rio Preto, UNESP/IBILCE, p.68-70. 2019.

Coelho MAZ, Leite SGF, Rosa MF, Furtado AAL. Aprovei-tamento de resíduos agroindustriais: produção de enzimas a partir da casca de coco verde. Boletim do Centro de Pesqui-sa de Processamento de Alimentos, v.19, n.1, p.33-42, 2001. http://dx.doi.org/10.5380/cep.v19i1.1220

Deliberador LR, Batalha, MO, Freire CD, Fontenelle AM, Sabadini FC. Perdas e desperdícios de alimentos ao longo da cadeia de suprimentos: uma análise de regiões desenvol-vidas e em desenvolvimento. South American Development Society Journal, v.4, n.01, p.11-27, 2018. http://dx.doi.org/10.24325/issn.2446-5763.vespi1p11-27

Miller GL. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determina-tion of reducing sugars. Analytical Chemistry, v.31, n.3, p.426-428, 1959. https://doi.org/10.1021/ac60147a030

Moreira AM. Bioeconomia: plataforma mundial de inovação e sustentabilidade nas cadeias agroindustriais. Revista Proces-sos Químicos, v.10, n.20, p.351-353, 2016. https://doi.org/10.19142/rpq.v10i20.384

Nascimento MRF, Souza VF, Marinho AF, Ascheri JLR, Meleiro CHA. Composição centesimal e minerais de farinha de caroço de abacate (Persea gratissima, Gaertner f.). In: Congresso Brasileiro de Ciência e Tecnologia de Alimentos. Gramado, SBCTA. p. 25. 2016.

Panda, SK, Mishra SS, Kayitesi E, Ray RC. Microbial-processing of fruit and vegetable wastes for production of vital enzymes and organic acids: biotechnology and scopes. Environmental Research, v.146, p.161-172, 2016. https://doi.org/10.1016/j.envres.2015.12.035

Pitol LO, Biz A, Mallmann E, Krieger N, Mitchell DA. Pro-duction of pectinases by solid-state fermentation in a pilot-scale packed-bed bioreactor. Chemical Engineering Journal, v.283, p.1009-1018, 2016. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.08.046

Rocha CP. Otimização da produção de enzimas por Asper-gillus niger em fermentação em estado sólido. 2010. 161 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universi-dade Federal de Uberlândia, Uberlândia.

Santos PS, Solidade LS, Souza JGB, Lima GS, Braga Jr ACR, Assis FGV et al. Fermentação em estado sólido em resíduos agroindustriais para a produção de enzimas: uma revisão sistemática. The Journal of Engineering and Exact Sciences, v.4, n.2, p.0181-0188, 2018. https://doi.org/10.18540/jcecvl4iss2pp0181-0188

Silva FM, Pedroza MM, Oliveira LRA, Colen AGN, Amaral PHB. Rotas tecnológicas empregadas no aproveitamento de resíduos da indústria da soja. Revista Brasileira de Energias Renováveis, v.8, n.1, p.326-363, 2019. http://dx.doi.org/10.5380/rber.v8i1.57694

Silva GF, Megale MHDS. O direito ao futuro como manda-mento ético: a sustentabilidade e o modelo de produção ali-mentar no Brasil. Revista Gestão & Sustentabilidade Ambi-ental, v.9, n.II, p.811-822, 2020. http://dx.doi.org/10.19177/rgsa.v9e02020811-822

Souza EFFS, Souza EFS, Silva LDB, Resende CGF, Nascen-tes AL. Avaliação da capacidade adsortiva do sabugo de mi-lho triturado. Brazilian Journal of Animal and Environmen-tal Research, v.2, n.4, p.1174-1190, 2019.

Veronezi CM, Jorge N. Aproveitamento de sementes de abó-bora (Curcubita sp.) como fonte alimentar. Revista Brasilei-ra de Produtos Agroindustriais, v.14, n.1, p.113-124, 2012. http://dx.doi.org/10.15871/1517-595/rbpa.v14n1p113-124

JBB - Journal of Biotechnology and Biodiversity (CeMAF / UFT)

Downloads

Published

2023-03-30

How to Cite

Braga, H. F., Baffi, M. A., & Alves do Prado, H. F. (2023). Avocado seed meal as an alternative substrate for pectinase production by Gongronella butleri . Journal of Biotechnology and Biodiversity, 11(1), 25–29. https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v11n1.braga

Issue

Vol. 11 No. 1 (2023): Journal of Biotechnology and Biodiversity

Section

Biotechnology

License

Copyright (c) 2023 Héberly Fernandes Braga, Milla Alves Baffi, Heloiza Ferreira Alves do Prado

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Copyright (c) 2024 - Journal of Biotechnology and Biodiversity

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0 at http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.

Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.

Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g. in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (Available at The Effect of Open Access, at http://opcit.eprints.org/oacitation-biblio.html).