Insoluble soybean polysaccharides: Obtaining and evaluation of their O/W emulsifying properties

The aims of this work were to obtain different samples of insoluble soybean polysaccharides (ISPS) from defatted soy flour and to study their potential application as O/W emulsifier. In this regard, the insoluble residue (okara) resulting from an aqueous extraction (60 °C, pH 9.0), was submitted to an acidic extraction (pH 3.5, 120 °C) without or with a pretreatment (high pressure homogenization or sonication treatment). The insoluble residues of these extractions were dried (oven, 70 °C or vacuum post-treatment with 2-propanol, 40 °C) yielding different ISPS samples. Aqueous dispersions of ISPS samples (1?2% w/w, pH 3 and 7), were used to prepare coarse and fine O/W emulsions. Emulsion stability against creaming and coalescence processes, and the rheological behavior were analyzed. ISPS samples obtained by okara pretreatment and vacuum dried post-treatment with 2-propanol allow to produces emulsions with high values of flocculation degree, increasing the stability of the particle size, and allowing the formation of stronger gel-like emulsions. These pretreatments expose internal sites of the polysaccharide and protein structures, increasing their superficial hydrophobicity and, therefore, allow a strong absorption of the macromolecules at the oil-water interface and/or the formation of external layers, increasing the rigidity of the interfacial film and contributing to the formation of hydrated flocs, Also, these treatments could solubilize certain compounds in okara that would interfere negatively in the formation of the interfacial film. Particularly, sample obtained by high pressures homogenization of the okara presented the best emulsifying properties and it was not significantly affected by variations in the pH of the emulsion. The results of this research work demonstrate a high potential of application of the ISPS samples as O/W emulsifier, under acid and neutral conditions, increasing the added value of an important by-product of the soybean industry.Fil: Porfiri, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Vaccaro, J.. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Stortz, Carlos Arturo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; ArgentinaFil: Navarro, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; ArgentinaFil: Wagner, Jorge Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Cabezas, Dario Marcelino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; Argentin

Analysis of the structure-function relationship of alpha amylase complexed with polyacrylic acid

Alpha-amylase is frequently used in technologies that require its immobilization, stabilization or encapsulation. Polyacrylic acid is a very suitable polymer for these purposes because it can bind to enzymes and then be released under certain conditions without altering the functional capacity of enzymes. The consequences produced by polyacrylic acid on alpha-amylase structure and function have been investigated through various techniques. Calorimetric measurements allowed examining the nature of the binding reaction, stoichiometry and affinity, while spectroscopic techniques provided additional information about functional and structural perturbations of the enzyme. Isothermal titration calorimetry (ITC) revealed a mixed interaction and a binding model with a large number of molecules of protein per molecule of polyacrylic acid. One the one hand circular dichroism (CD) spectroscopy showed that alpha-amylase loses its secondary structure in the presence of increasing concentrations of polyacrylic acid, while it is stabilized by the polyelectrolyte at low pH. On the other hand, fluorescence spectra revealed that the three-dimensional enzyme structure was not affected in the microenvironment of tryptophan residues. Differential scanning calorimetry (DSC) thermograms showed that only one domain of alpha-amylase is affected in its conformational stability by the polymer. The unfolding process proved to be partially reversible. Finally, the enzyme retained more than 90 % of its catalytic activity even in excess of the polymer.Fil: Porfiri, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Melnichuk, Natasha. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Braia, Mauricio Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Brinatti, César. Universidade Estadual Do Campinas. Instituto de Química.; BrasilFil: Loh, Watson. Universidade Estadual Do Campinas. Instituto de Química.; BrasilFil: Romanini, Diana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; Argentin

Desarrollo de metodologías alternativas de purificación y concentración de alfa-amilasa desde diversas fuentes naturales

La demanda enzimática en actividades de la industria química, alimenticia, textil, farmacéutica, etc. genera la necesidad de desarrollar técnicas de obtención y purificación de biocatalizadores que sean económicas, rápidas, que no dañen el medio ambiente y otorguen beneficios sostenidos a largo plazo. Estos diseños deberían permitir el uso de productos de desecho, materias primas renovables o materiales que puedan ser reciclados. En biotecnología se emplean microorganismos presentes en la naturaleza en fermentaciones, panificación, fabricación de bebidas alcohólicas, quesos, etc. o a través de la ingeniería genética se producen microorganismos modificados para la producción de proteínas con importantes rendimiento y eficiencia. Esto hace que la tecnología enzimática se encuentre fuertemente ligada a los progresos en el desarrollo de biorreactores para fermentación a gran escala y cultivos celulares. En el presente trabajo se diseñaron dos metodologías de concentración y purificación de la enzima alfa-amilasa: precipitación con polielectrolitos (PEs) y reparto en sistemas bifásicos acuosos (SBAs), con el fin de evaluar su posible aplicación a partir de diversas fuentes naturales de la alfa-amilasa, como lo son el páncreas bovino y el hongo filamentoso Aspergillus oryzae. Como fuente de polisacáridos para los cultivos del microorganismo se trabajó en el aprovechamiento de desperdicios generados por la industria agrícola, contribuyendo a la reducción y tratamiento de grandes cantidades de desechos que se acumulan y muchas veces son una fuente valiosa de productos de importancia industrial. La enzima alfa-amilasa es una glicoproteína que hidroliza los enlaces internos 1,4) del almidón. Tradicionalmente fue utilizada en la industria alimenticia, en el procesamiento de alimentos, en la fabricación de cerveza, etc. y actualmente su espectro de aplicación se ha ampliado a la industria de productos químicos como detergentes, jabones, textiles, papel y productos farmacéuticos. Este es el motivo del interés en el desarrollo de tecnologías limpias, sencillas, rápidas y de bajos costos para la producción, recuperación, concentración y purificación de alfa-amilasa. La primera metodología ensayada en este trabajo emplea polímeros de cadena flexible con carga eléctrica neta, llamados polielectrolitos. Estos tienen la capacidad de formar complejos con las proteínas los cuales pueden ser insolubilizados de manera reversible en función de diversas variables experimentales y condiciones del medio (peso molecular, densidad de carga y concentración del PE, pH, fuerza iónica, etc.). Así, los complejos pueden volverse insolubles y separarse del resto del medio por simple decantación. Para que el proceso sea efectivo debe lograrse que la proteína pueda ser recuperada del complejo insoluble, lo cual demanda hallar las condiciones para que el complejo se disocie, recuperando la proteína con su actividad catalítica conservada, y reciclar el PE para un nuevo proceso bioseparativo. Se emplearon como polielectrolitos, poliacrilatos de sodio de diferentes pesos moleculares promedio. La segunda metodología se basa en el principio de reparto de macromoléculas en SBAs formados por un polímero de cadena flexible (polietilenglicoles de diversos pesos moleculares promedio) y una sal (fosfato de potasio). Estos sistemas forman espontáneamente dos fases inmiscibles por encima de una concentración crítica de sus componentes: una fase enriquecida en el polímero y la otra en la sal. Macromoléculas tales como proteínas se repartirán entre las fases de estos sistemas de acuerdo a un coeficiente de reparto (Kr) que es el cociente entre las concentraciones de dicha macromolécula entre las fases superior e inferior del SBA y depende de variables inherentes al sistema, de factores del medio y de las características de la molécula que se reparte. De esta forma, para aislar una molécula desde una muestra compleja se deberán hallar las condiciones para que la misma se reparta de manera mayoritaria hacia una de las fases y los contaminantes hacia la fase contraria. Ambas metodologías son sencillas, rápidas, económicas, no requieren de instrumental complicado, son aplicables a gran escala y utilizan polímeros de bajo costo que pueden ser reciclados para un subsiguiente paso separativo. En este trabajo se abordó el estudio de los factores que afectan a dichas metodologías, así como también la naturaleza de las interacciones en las que participa la enzima y los efectos en su integridad funcional y estructural. Para la metodología de precipitación con poliacrilato, en primer lugar se obtuvieron los diagramas de fase para los complejos formados con alfa-amilasa, los cuales permitieron evaluar el rango de pH y concentraciones dentro de los cuales los complejos son solubles o insolubles y seleccionar los pHs óptimos para la precipitación y redisolución de los complejos. Tratándose de polielectrolitos aniónicos, el pH de mayor interacción entre los componentes resultó ser ácido (cercano a 3,00) y por encima de 6,00 se redisolvieron por completo, con una cinética rápida que también fue determinada. Los ensayos de calorimetría de titulación isotérmica evidenciaron una interacción con efectos exotérmicos y de naturaleza mixta, que no es afectada en forma importante por un aumento en la fuerza iónica del medio, mostraron gran afinidad entre los componentes y una estequiometría que sugiere que un gran número de moléculas de enzima se unen por molécula de polímero. Su estabilidad catalítica tampoco se vio disminuida ante la presencia de los polielectrolitos dentro de su rango óptimo de pH, pero sí aumentó a pH ácido revelando cierto efecto protector de los poliacrilatos en el proceso de inactivación ácida de la enzima. Este mismo efecto protector a pHs ácidos se observó a nivel de la estructura secundaria de la proteína por espectroscopía de dicroísmo circular. Esto nos permitió verificar que el mecanismo molecular de inactivación ácida está asociado con la pérdida de estructuración de la enzima y el efecto protector de los poliacrilatos estaría vinculado con los niveles de estructuración secundaria de la misma. La estructura secundaria o terciaria de la enzima no se vio significativamente afectada ante la interacción con cantidades crecientes de los polímeros, tal como lo demuestran los estudios de espectroscopía de fluorescencia, dicroísmo circular y UV-visible. La estabilidad térmica de la enzima, analizada por calorimetría diferencial de barrido, tampoco se vio modificada de manera sustancial en presencia de los polielectrolitos, evidenciándose un modelo de desnaturalización térmica con dos transiciones (correspondientes a dominios independientes de la enzima) y de carácter parcialmente reversible. Finalmente, la precipitación de la enzima comercial (de origen Aspergillus oryzae) con los poliacrilatos arrojó rendimientos elevados, con resultados promisorios para la implementación de esta técnica sobre extractos naturales. El reparto de la alfa-amilasa fue estudiado en SBAs con polietilenglicoles (PEGs) de distintos pesos moleculares (2.000, 3.350. 6.000 y 8.000), a pH 7,00, cuatro composiciones de fases diferentes y relaciones de volúmenes de fase unitarias. Luego de alcanzado el equilibrio de reparto, la enzima se concentró mayoritariamente en la fase inferior enriquecida en sal, excepto para los sistemas formados con PEG 2.000 donde se repartió principalmente hacia la fase polimérica. Al aumentar la masa molar del PEG el equilibrio se desplazó mayoritariamente hacia la fase inferior, indicando que el volumen excluido por el polímero podría ser un factor influyente y determinante en el comportamiento de reparto en estos sistemas. El agregado de una sal inerte a los SBAs no mejoró los resultados de reparto, mientras que el aumento en la relación de volúmenes entre las fases resultó favorable para el sistema con el PEG de menor peso molecular y desfavorable para el PEG de mayor peso molecular. Las funciones termodinámicas del proceso de reparto indicaron que, en general, el pasaje de la enzima desde la fase rica en sal a la fase rica en PEG es un proceso exotérmico que produce ordenamiento del estado final, lo cual indicaría que el proceso está conducido entálpicamente. Además, el efecto de compensación entrópico-entálpico observado también es indicio de que el agua juega un rol importante en el mecanismo de partición. Resulta de interés destacar que, a pesar de que el pasaje de la enzima de la fase inferior a la superior es un proceso principalmente exotérmico, la interacción alfa-amilasa/PEG 2.000 (analizada por calorimetría de titulación isotérmica) es de naturaleza endotérmica y de afinidad débil. Los ensayos espectroscópicos de fluorescencia y dicroísmo circular, realizados para evaluar el estado conformacional de la enzima, mostraron que las fases superiores lo afectan de manera poco significativa, mientras que las inferiores producen consecuencias algo más marcadas. Lo mismo se observó para la actividad catalítica de la enzima la cual resultó, en líneas generales, más afectada en las fases inferiores respecto de las superiores. La estabilidad térmica de la enzima no se vio alterada de manera relevante ante la presencia de PEG, según demuestran los ensayos de calorimetría diferencial de barrido. Al aplicar los resultados obtenidos con la enzima comercial, de origen fúngico, sobre el páncreas bovino se observó que para algunos SBAs ensayados el reparto difiere entre ambas fuentes en su comportamiento y los resultados de purificación no fueron satisfactorios. Otros SBAs, en cambio, permitieron obtener elevados rendimientos con escasa purificación. La precipitación con poliacrilato también arrojó rendimientos porcentuales elevados aunque un bajo factor de purificación. Esto sugiere que estas técnicas podrían ser eficaces para concentrar la enzima pancreática pero no para purificarla. Al trabajar sobre cultivos de Aspergillus oryzae, los resultados del reparto en todos los SBAs ensayados siguieron la misma tendencia que la alfa-amilasa comercial mostrando que algunos sistemas no son eficientes en la purificación de la proteína, pero sí lo son en cuanto a la posibilidad de concentrarla. La precipitación con poliacrilatos arrojó resultados promisorios, tanto en referencia a la purificación como rendimiento total del proceso, ya que se produce poca pérdida enzimática con factores de purificación que son coherentes con los bajos niveles de contaminantes que están presentes en estos cultivos. En conclusión, podríamos decir que estas metodologías son eficaces como primer paso extractivo de concentración durante un proceso de purificación de alfa-amilasa. La precipitación con poliacrilato también puede presentarse como técnica de purificación primaria, evaluándose la necesidad de implementar metodologías más específicas de acuerdo a los requerimientos de pureza del producto final. El empleo de materiales de desecho como fuente natural de alfa-amilasa (páncreas bovino) o de almidón para los cultivos de Aspergillus oryzae (desechos del procesamiento del trigo) aporta un valor extra a estos resultados tanto desde el punto de vista económico (ya que se trata de productos de partida con escaso valor comercial) pero también medioambiental, ya que contribuye a disminuir las grandes cantidades de subproductos o residuos que se generan en la industria ganadera y agrícola.Fil: Porfiri, María Cecilia. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Laboratorio de Fisicoquímica Aplicada a Bioseparación; Argentin

Extraction and characterization of soy hull polysaccharide-protein fractions: Analysis of aggregation and surface rheology

Soy hull soluble fractions (HSF) were obtained by acid or alkaline/acid extraction. By chemical characterization and Fourier Transform Infrared Spectroscopy we demonstrated that galactomannanproteins and arabinogalactanproteins are solubilized in alkaline or acid medium, while high methoxyl pectic polysaccharides are solubilized in hot acid medium. In this work functional properties of HSF were studied, both in solution and in air-water interfaces. Z-potential versus pH showed that the presence of higher polysaccharide/protein ratios decreases the isoelectric point of soy hull proteins. Turbidimetry and particle size showed that soy hull proteins aggregate at acidic pHs (around the isoelectric point), but this tendency is diminished as the amount of polysaccharide increases. Besides, HSF accumulate at the air-water interface and generate viscoelastic films. Higher viscoelastic parameters are obtained around the isoelectric points, and higher polysaccharide ratios provides higher elasticity at more acidic pHs. We propose that this will improve the protection of the air-water surface at extreme pHs provided by HSF.Fil: Porfiri, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Wagner, Jorge Ricardo. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Comparative study of emulsifying properties in acidic condition of soluble polysaccharides fractions obtained from soy hull and defatted soy flour

The present study compares the emulsifying properties in acidic conditions of hull soluble polysaccharides (HSPS), soybean soluble polysaccharides (SSPS) and its mixtures. These fractions were obtained from byproducts of soybean processing industry (soy hull and residual fiber after isolation of soy cotyledon protein, respectively). Although SSPS is already characterized, HSPS is a novel fraction which has not been studied in deep and it is still unexplored as emulsifier. Dispersions of both fraction and a mixture 50:50 of them at pH 3.0 were used as aqueous phase (1.0–3.0 % w/w) in coarse and fine oil-in-water emulsions (oil mass fraction = 0.3). Its stability was evaluated through the evolution of backscattering profiles (%BS), particle size distribution and mean particle diameters. The rheology of the emulsions was also analyzed. Both fractions provided stability to creaming when increasing the polysaccharide concentration and energy of homogenization. While coarse emulsions were unstable systems, fine emulsions were stable enough and allowed a deeper analysis of the destabilizing processes. A bridging flocculation phenomenon in the presence of HSPS and HSPS/SSPS mixtures is suggested, which influences the creaming and rheological behavior. Also, coalescence index increases according HSPS and HSPS/SSPS concentrations, but particle sizes reached were smaller than in SSPS emulsions. Fine emulsions with 3 % of HSPS/SSPS mixtures yielded the best results on the overall stability at 28 days. So, functional properties of the fractions may improve by the formulation of emulsions consisting in mixtures of them. These results are of interest to the manufacturing of acidic foods, taking advantage of obtaining byproducts from residual materials.Fil: Porfiri, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Área Ingeniería en Alimentos; ArgentinaFil: Cabezas, Dario Marcelino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Área Ingeniería en Alimentos; ArgentinaFil: Wagner, Jorge Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Área Ingeniería en Alimentos; Argentin

Soybean okara: Effect of ultrasound on compositional and emulsifying properties

High-intensity ultrasound is widely used to modify the functional properties of macromolecules (proteins, polysaccharides, etc.) and to expand their range of potential applications. This work is aimed at studying the effects of ultrasound treatments on the composition of different soybean okara samples and their potential as an emulsifying agent. Defatted solvent-free soybean flour (DSF) was extracted by adjusting dispersion to pH 9.0. Insoluble residues obtained after centrifugation were dried, and an unsonicated okara sample (UOK) was obtained. Furthermore, the soybean flour dispersion was subjected to treatment in a probe-type ultrasonic homogeniser before or after the alkaline extraction process, thus producing SOK and OKS samples, respectively. The sonication process generated compositional and structural changes in okara soybeans. SOK had higher yield and protein content than UOK and OKS due to the insolubilisation of the glycinin (11S) fraction of soybean storage proteins. Due to these characteristics, the SOK sample showed the best emulsifying activity.Fil: Moscoso Ospina, Yeisson Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Porfiri, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Cabezas, Dario Marcelino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; Argentin

Nanofibers from soybean hull insoluble polysaccharides as Pickering stabilizers in oil-in-water emulsions formulated under acidic conditions

BACKGROUND: Pickering emulsions are a kind of emulsion stabilized by solid particles. These particles generate a physical or mechanical barrier that provides long-term stability to emulsion. Cellulose nanofibers are effective Pickering emulsifiers given their long length, high flexibility and entanglement capability. In this work, soybean hull insoluble polysaccharides (HIPS) were used as source of cellulose nanofibers by using a combination of chemical and mechanical treatment. The chemical composition, morphology, flow behavior, water holding capacity (WHC) and emulsifying properties of the nanofibers were studied. RESULTS: Nanofibers with diameters between 35 and 110 nm were obtained. The WHC increased significantly after the mechanical treatment, and the rheological behavior of the nanofibers was typical of cellulosic materials. Nanofibers were effective emulsifiers in oil-in-water (O/W) emulsions formulated under acidic conditions, without the need of using any additional surfactant. Emulsions were not affected by changes in the pH of the medium (3.00–5.00), and were stable to coalescence. CONCLUSION: It is possible that cellulose nanofibers form an entangled network which acts as a mechanical steric barrier, providing stability to coalescence. These results are important for the development of effective O/W Pickering emulsifiers/stabilizers, with large applications in the food industry.Fil: Reta Dominguez, Camila Victoria. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Wagner, Jorge Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Porfiri, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; Argentin

Production of alpha-amylase from Aspergillus oryzae for several industrial applications in a single step

A one-step method as a strategy of alpha-amylase concentration and purification was developed in this work. This methodology requires the use of a very low concentration of biodegradable polyelectrolyte (Eudragit® E-PO) and represents a low cost, fast, easy to scale up and non-polluting technology. Besides, this methodology allows recycling the polymer after precipitation. The formation of reversible soluble/insoluble complexes between alpha-amylase and the polymer Eudragit® E-PO was studied, and their precipitation in selected conditions was applied with bioseparation purposes. Turbidimetric assays allowed to determine the pH range where the complexes are insoluble (4.50-7.00); pH 5.50 yielded the highest turbidity of the system. The presence of NaCl (0.05 M) in the medium totally dissociates the protein-polymer complexes. When the adequate concentration of polymer was added under these conditions to a liquid culture of Aspergillus oryzae, purification factors of alpha-amylase up to 7.43 and recoveries of 88% were obtained in a simple step without previous clarification. These results demonstrate that this methodology is suitable for the concentration and production of alpha-amylase from this source and could be applied at the beginning of downstream processing.Fil: Porfiri, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Milatich, Esteban J. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Farruggia, Beatriz Monica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; ArgentinaFil: Romanini, Diana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Procesos Biotecnológicos y Químicos Rosario; Argentin

Soybean Hull Insoluble Polysaccharides: Improvements of Its Physicochemical Properties Through High Pressure Homogenization

Soybean hull is an agroindustrial waste which has not been fully studied as a food ingredient. The aims of this work were to obtain insoluble fibers from soybean hull and to evaluate the effect of high pressure homogenization (HPH) on its physicochemical properties. Hull insoluble polysaccharides (HIPS) were obtained in a single step, as the insoluble residue after pectin removal. FTIR showed bands corresponding to cellulose and hemicellulose in HIPS, and thermogravimetric analysis showed two degradation events at 236.3 °C and 325.6 °C, corresponding to cellulose and hemicellulose, respectively. HIPS dispersions (pH 3.00) were subjected to HPH by three cycles at increasing pressures (up to 1000 bar), obtaining soybean hull nanofibers. SEM images show that HPH at 1000 bar reduced the dimensions of the fiber bundle from 30 to 90 μm in length and 9?15 μm in diameter to nanofibers of 10?30 μm in length and 100?400 nm in diameter. AFM further confirms a heterogeneous distribution of sizes in HIPS800 and HIPS1000, evidencing the presence of individual nanofibers with diameters around 50 ± 10 nm and 40 ± 10 nm, respectively, with several μm in length. Furthermore, an increase in water holding capacity from 2.1 to 61 gwater/gdry matter and viscosity from 0.39 to 34,945 Pa.s were achieved as HPH at 1000 bar treatment was applied. HPH increased the interfacial area and promoted the interconnection of fibers in a hydrated gel-like structure. This explains flow behavior, which was extensively studied in this work: three-region viscosity profile (shear-thinning, plateau or shear-thickening and shear-thinning) and a pronounced hysteresis loop. Oscillatory rheology was used to study the viscoelastic behavior of HIPS dispersions. HIPS are a source of nanofibers, easy to obtain through a single step of chemical treatment followed by the application of high pressures. It is remarkable that the use of few chemical solvents is favorable from an environmental point of view. This work also suggests a potential application of HIPS to improve physicochemical and structural properties in acidic foods.Fil: Colletti, Analía Cecilia. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Delgado, Juan Francisco. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cabezas, Dario Marcelino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Wagner, Jorge Ricardo. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Porfiri, María Cecilia. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Investigación en Funcionalidad y Tecnología de Alimentos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin