Neosartorya glabra polygalacturonase produced from fruit peels as inducers has the potential for application in passion fruit and apple juices

Abstract

SummaryPolygalacturonases are enzymes with the biotechnological potential for use in fruit juice clarification and for the enhancement of filtration efficiency. The aim of this work was to assess the production of polygalacturonase by the fungus Neosartorya glabra by means of solid-state and submerged fermentation using fruit peel residues as the carbon source, and also apply the enzyme in the clarification and decrease in viscosity of passion fruit and apple juices. The highest polygalacturonase (4.52 U/g/h) production was obtained by means of submerged fermentation in Vogel´s medium (1964) containing orange peel -Bahia variety (Citrus sinensis), at a concentration of 1.5% (w/v, dried mass) at 30-35°C for 72 h. The polygalacturonase of the crude extract presented optimal activity at 60°C and pH 5.5. The enzyme retained around 90% of the initial activity after 180 minutes at 40°C, and 50% of the initial activity after 150 minutes at 50°C. The enzyme was shown to be stable at acid pH values (3.0-6.5) after 120 minutes at 25 o C. All these favourable enzymatic properties make the polygalacturonase attractive for potential uses in the industry of pectin-rich fruit juices, since the application of the crude extract to passion fruit (Passiflora edulis) juice caused an 80% reduction in viscosity and 75% decrease in light absorbance. In the processing of apple pulp juice (Malus domestica), there was a 50% reduction in viscosity and 78% decrease in light absorbance.Keywords: Neosartorya glabra; pectin; polygalacturonase; peel; viscosity. ResumoPoligalacturonases são enzimas com potencial biotecnológico para aplicação na clarificação de sucos de frutas e para aumento da eficiência da filtragem. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de poligalacturonase pelo fungo Neosartorya glabra, por fermentação submersa e em estado sólido, usando resíduos de casca de frutas como fonte de carbono, além de avaliar também a aplicação desta enzima na clarificação e na diminuição de viscosidade de sucos de maracujá e maçã. A maior produção de poligalacturonase (4,52 U/g/h) foi obtida por fermentação submersa em meio de Vogel (1964) contendo cascas de laranja (Citrus sinensis), variedade Bahia, na concentração 1,5% (m/v, massa seca), a 30-35°C por 72 h. A poligalacturonase do extrato bruto apresentou atividade ótima a 50-60°C e pH 5,5. A enzima reteve cerca de 90% da atividade inicial após 180 minutos, a 40°C, e 50% da atividade inicial após 150 minutos, a 50°C. A enzima mostrou-se estável em pH ácido (3,0 a 6,5) após 120 minutos, a 25°C. Todas estas propriedades enzimáticas fazem desta poligalacturonase uma alternativa atrativa para a aplicação na indústria de sucos de frutas ricas em pectina, uma vez que a aplicação do extrato enzimático bruto no processamento de suco de polpa de maracujá (Passiflora edulis) causou uma redução da viscosidade de 80% e uma diminuição da absorbância da luz de 75%. No processamento de suco de polpa de maçã (Malus domestica), houve uma redução da viscosidade de 50% e uma diminuição da absorbância d...

Process optimization for pectinase production by locally isolated fungal strain using submerged fermentation

“…Pectinase (E.C.3.2.1.15) represents a complex enzymatic system which hydrolyses the glycosidic linkage present in pectic substances resulting in the formation of monogalacturonic acid (PINHEIRO et al, 2017). Pectic substances are the high molecular weight glycosidic macromolecule contained a backbone of α-1, 4-linked Dgalacturonic acid residues which consist of carboxyl group at C-6.…”

The ancient koji mold (Aspergillus oryzae) as a modern biotechnological tool

“…Pectinase enzyme (EC. 3.2.1.15) is ranked as one of the highly important industrial enzymes that find its application in juice and beverage processing, vegetable oil extraction and other food industries (Pinheiro et al 2017). Hoa and Hung (2013) reported the ability of A. oryzae to produce cellulase and pectinase on soybean residue.…”

Caracterización de bioinsumos producidos artesanalmente en Nicaragua

“…El género Neosartorya (Familia Trichocomaceae) son hongos filamentosos caracteristicos del suelo y poseen diversas actividades y/o aplicaciones biotecnológicas (Datos no mostrados). El análisis de los resultados de la identificación de los hongos aislados de los bioinsumos (cuadro 3), nos muestra que algunos de los aislados identificados encuentran utilidad en la industria farmacéutica (Monascus purpureus y Neosartoya glabra [20], en procesos de biodegradación y en la agricultura (Neosartorya sp., Byssochlamys nívea y Neosartorya glabra [19,20] , algunos podrían resultar indeseables como (Byssochlamys nívea) y hasta algunos pudieran resultar patógenos para los seres humanos y los animales como Aspergillus flavus [21]. Lo anterior aunado al análisis hecho para las bacterias aisladas e identificadas, nos da una idea de cómo algunos de estos bioinsumos podrían estar afectando los cultivos mediante la introducción de hongos y bacterias que no son adecuados para todo tipo de cultivos y suelos, además de que estarían afectando la salud humana por esporas y aflatoxinas que producen diferentes enfermedades.…”