Evaluation of enzymatic Pectin extraction by a recombinant Polygalacturonase (PGI) from apples and pears pomace of argentinean production and characterization of the extracted pectin

Argentina produces, annually, 1.8 million tons of pome fruit, distributed almost equally between apple and pear. These fruits, produced in the High Valley of Río Negro are already a registered brand in the world of fruit. Aspergillus kawachii produces an acidic polygalacturonase (PGase) called PGI that has attracted considerable interest because of its potential use in the food industry, particularly those involving fruit production in this region (such as pectin extraction). The enzyme was cloned and expressed in Saccharomyces cerevisiae. The objective of this work was to evaluate the use of PG1 in the enzymatic pectin extraction from apples and pears pomace. Characterization of the extracted pectin was also done. The performance of PGI extraction process was compared to the traditional chemical extraction process and to the enzymatic extraction with commercial enzymes. The esterification degree and the content of uronic acids from the pectin obtained were determined. In all cases, the extraction with PGI had higher yields than the chemical extraction process. Enzymatic extracted pectins exhibited an esterification degree> 50% so that they can be considered belonging to the group of high methoxylpectins. According to these results, PGI could be used to produce pectins from fruit pomaces converting these materials, currently considered wastes, into by-products of the fruit industry.Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriale

Evaluation of enzymatic Pectin extraction by a recombinant Polygalacturonase (PGI) from apples and pears pomace of argentinean production and characterization of the extracted pectin

Argentina produces, annually, 1.8 million tons of pome fruit, distributed almost equally between apple and pear. These fruits, produced in the High Valley of Río Negro are already a registered brand in the world of fruit. Aspergillus kawachii produces an acidic polygalacturonase (PGase) called PGI that has attracted considerable interest because of its potential use in the food industry, particularly those involving fruit production in this region (such as pectin extraction). The enzyme was cloned and expressed in Saccharomyces cerevisiae. The objective of this work was to evaluate the use of PG1 in the enzymatic pectin extraction from apples and pears pomace. Characterization of the extracted pectin was also done. The performance of PGI extraction process was compared to the traditional chemical extraction process and to the enzymatic extraction with commercial enzymes. The esterification degree and the content of uronic acids from the pectin obtained were determined. In all cases, the extraction with PGI had higher yields than the chemical extraction process. Enzymatic extracted pectins exhibited an esterification degree> 50% so that they can be considered belonging to the group of high methoxylpectins. According to these results, PGI could be used to produce pectins from fruit pomaces converting these materials, currently considered wastes, into by-products of the fruit industry.Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriale

First report of Bacterial Spot with gum production in almond fruits of Argentina

Bacterial Spot of Almond is a pathology caused by Xanthomonas arboricola pv. pruni responsible for significant yield losses. During 2017, young symptomatic almond fruits were observed in orchards of Northern Patagonia, Argentina. Symptoms consisted of small watery circular lesions, from which an amber gummy substance emerged. The objective of this work was to determine the etiology of this pathology considering that the symptoms were coincident with those previously described for the bacterial spot with gum production caused by Xanthomonas arboricola pv. pruni on almond fruits in other parts of the world. The presence of Xanthomonas arboricola in damaged fruits was determined confirming their identity by molecular analysis. Symptomatology and gum production were demonstrated by performing pathogenicity tests. As a result, Bacterial Spot with gum production is reported for the first time on almond fruits in Argentina.La mancha bacteriana de la almendra es una patología causada por Xanthomonas arborícola pv. pruni y es responsable de importantes pérdidas en el rendimiento productivo. Durante 2017, en plantaciones del norte de la Patagonia Argentina, se observaron frutos jóvenes de almendro con pequeñas lesiones circulares, acuosas, de las cuales emergía una sustancia ámbar gomosa. El objetivo de este trabajo fue determinar la causa de esta patología, considerando que los síntomas eran coincidentes con los previamente descriptos para la mancha bacteriana con producción de goma, causada por Xanthomonas arborícola pv. pruni en frutos de almendro en otras partes del mundo. Se determinó la presencia de Xanthomonas arborícola en los frutos lesionados confirmándose la identidad del patógeno por análisis molecular. A través de pruebas de patogenicidad se demostró la sintomatología y la producción de goma en frutos sanos inoculados con la bacteria. A partir del estudio realizado se reporta por primera vez la mancha bacteriana con producción de goma en frutos de almendro en Argentina.EEA Alto ValleFil: Marangi, María Julia. Universidad Nacional de Río Negro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Temperini, Carolina Virginia. Universidad Nacional de Río Negro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Fernández, Diana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Alto Valle. Agencia de Extensión Rural Valle Medio; ArgentinaFil: Pardo, Alejandro Guillermo. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología. Laboratorio de Micología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pose, Graciela Noemí. Universidad Nacional de Río Negro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Mycoflora and Natural Incidence of Selected Mycotoxins in Rabbit and Chinchilla Feeds

Mycotoxins are secondary metabolites produced by filamentous fungi that cause a toxic response when ingested by animals or man. Demand of natural fur, such as those from rabbit and chinchilla, produced under controlled conditions, has increased worldwide. The toxicogenic mycoflora contaminating feeds for these animals was enumerated and identified. Six of the major mycotoxins implicated in animal mycotoxicosis were detected and quantified. Moulds count ranged from <10 to 4.7 × 105 CFU g−1; 14% of the samples exceeded the limit that determines hygienic feed quality. More than twenty species belonging to the five most important mycotoxigenic mould genera were recovered. Among the analyzed mycotoxins, aflatoxins were recovered in 100% of the examined samples, deoxynivalenol in 95%, fumonisins in 100%, ochratoxin A in 98%, T2 toxin in 98%, and zearalenone in 100%. Cooccurrence of mycotoxins was observed in 100% of the samples analyzed. Exposure to multiple mycotoxins was thus demonstrated for these animals

Capacidad enzimática de tres poligalacturonasas para la solubilización de pectina a partir de orujo de manzanas y peras del alto valle de Río Negro

Las pectinasas poseen varias aplicaciones en diversas industrias, pero la que más se ha beneficiado es la alimentaria, particularmente la procesadora de frutas y vegetales. La acción de estas enzimas sobre protopectina permite su aplicación para la extracción de pectina del tejido vegetal, el cual es un aditivo alimenticio altamente usado como gelificante y estabilizante. Los métodos convencionales consisten en una hidrólisis ácida y en caliente, llevando consigo algunos inconvenientes, manejo de altas temperaturas y reactivos corrosivos, que deterioran los equipos y generan contaminación. Por ello, es importante el diseño de tratamientos alternativos. Se decidió trabajar con tres pectinasas (PGI de Aspergillus kawachii, PPasaSE de Geotrichum klebahnii y PGzyme de Apergillus sojae) con el fin de comprobar su potencial aplicación para la solubilización de pectina a partir de orujo de manzanas y peras del alto valle de Río Negro. Para realizar la evaluación, se compararon los rendimientos de dichas enzimas con los obtenidos por pectinasas comerciales (BA,J1 y J2) y por extracción química. Se realizó la mezcla de orujo de pera (WinterBartlett) y manzana (GrannySmith) con solución buffer y cada enzima diluida correctamente. Luego se agitaron en un shaker a 150 golpes/min durante 6hs a 37°C. La extracción química se efectuó por hidrólisis en medio ácido, con pH final 1,5. A las pectinas obtenidas, se les determinó el grado de esterificación utilizando un método titulométrico. En manzanas PGI, extrajo aproximadamente un 20% más que la extracción química, un 50% más que BA, y un 80% más que J1 y J2. Y en peras un 60% más que BA y que la extracción química, y un 80% más que J1 y J2. PPasaSE extrajo en manzanas aproximadamente un 20% más que BA, y un 70% más que J1 y J2. PGzyme extrajo un 50% más que J1 y J2 en manzanas. Y en peras, estas dos enzimas extrajeron lo mismo que J1 y J2. Se observa que PGI posee mejor capacidad para la extracción de pectina, extrayendo en manzanas un 40% y un 60% más que PPasaSE y PGzyme, respectivamente. Y en peras extrajo un 80% más que ambas enzimas. El grado de esterificación de las pectinas en todos los casos fue de alto metoxilo. Quedó demostrado que las enzimas estudiadas se comportaron de igual o mejor forma que las comerciales. Mediante su utilización se conseguiría disminuir los costos de los productores ya que actualmente las mismas se importan lo cual se traduce en un mayor gasto productivo.Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriale

Análisis de la maceración enzimática de zapallo empleando protopectinasa-SE de <i>Geotrichum klebahnii</i> y PGzyme de <i>Apergillus sojae</i>

La acción de las pectinasas sobre protopectina permite la maceración de los tejidos vegetales, cuyo objetivo es producir pulpas de frutas y vegetales para ser utilizados como ingredientes en alimentos. La maceración enzimática tiene gran importancia ya que permite la obtención de células independientes que conservan mayormente su integridad, conservando muchos de sus compuestos intracelulares: carotenoides, vitaminas y compuestos fenólicos. Todos poseen beneficios directos sobre la salud. Por el contrario, los procesos de maceración química o mecánica provocan un alto rompimiento celular, lo que implica que las propiedades nutritivas de los tejidos se afectan negativamente. El objetivo del trabajo fue analizar la maceración enzimática de zapallo empleando Protopectinasa-SE(PPasaSE) de Geotrichum klebahnii y PGzyme de Apergillus sojae. En principio se evaluó el efecto de la concentración de las enzimas sobre el proceso de maceración.La técnica consistió en cortar 3 g de los tejidos en cilindros, con un sacabocados a los cuales se agregaron solución buffer y se agitaron en un shaker a 185 golpes/minuto durante 1h a 30ºC. Posteriormente se agregó cada enzima diluida convenientemente para lograr una actividad poligalacturonasa en la solución final de 40, 120 y 250U, y se continuó la agitación por 3h. Se separó el tejido no macerado por retención en un tamiz y, el macerado del sobrenadante mediante centrifugación a 5000rpm por 20min. El tejido macerado fue secado en estufa a 60ºC hasta peso constante. No se evidenciaron diferencias en los resultados empleando las distintas actividades. Esto se debe a que la enzima se encuentra limitada en superficie por el sustrato macerable. Por lo tanto, para los ensayos posteriores se seguirá usando una cantidad de enzima de 40U. A continuación, se evaluó la capacidad macerante de ambas enzimas comparando los rendimientos de las mismas con los obtenidos por pectinasas comerciales (BA,J1 y J2). PPasaSE y PGzyme presentaron muy buenas capacidades macerantes. Con PPasaSE se obtuvo una maceración aproximadamente 45% mayor que con J1, 55% mayor que con J2 y 30% mayor que con BA. Con PGzyme, aproximadamente 15% más que J1 y 25% más que J2. Se observa que PPasaSE posee mejor capacidad macerante, permitiendo obtener aproximadamente un 30% más de tejido macerado que PGzyme. Teniendo en cuenta los resultados, se concluye que es factible la aplicación de estas dos pectinasas en la maceración de tejidos vegetales. Las mismas se comportaron de igual o mejor forma que las comerciales, y su utilización disminuiría los costos productivos ya que actualmente se importan.Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriale

Mycotoxins and mycotoxigenic fungi in poultry feed for food-producing animals

Moulds are capable of reducing the nutritional value of feedstuff as well as elaborating several mycotoxins. Mycotoxin-contaminated feed has adverse effects on animal health and productivity. Also, mycotoxins may be carried over into meat and eggs when poultry are fed with contaminated feed. In a point prevalence study feedstuff used for poultry nutrition in Argentina was analyzed for fungal flora, natural incidence of selected mycotoxins, and nutritional quality. Ten mould genera were recovered, six of them known to be mycotoxigenic. More than 28 species were determined. Fumonisins were detected in all the samples (median 1,750 ppb). Forty-four out of 49 samples (90%) were contaminated with DON (median 222 ppb) and OTA (median 5 ppb). Also, 44 out of 49 samples were contaminated with aflatoxins (median 2.685 ppb), 42 samples (86%) with ZEA (median 50 ppb), and 38 samples (78%) with T2-toxin (median 50 ppb). Ninety percent of the samples had at least one type of nutritional deficiency. This study indicates the need for continuous assessment of the mycological status of animal feed production, in order to feed animals for optimal performance ensuring food safety.Facultad de Ciencias Veterinaria

Mycoflora and natural incidence of selected mycotoxins in rabbit and chinchilla feeds

Mycotoxins are secondary metabolites produced by filamentous fungi that cause a toxic response when ingested by animals or man. Demand of natural fur, such as those from rabbit and chinchilla, produced under controlled conditions, has increased worldwide. The toxicogenic mycoflora contaminating feeds for these animals was enumerated and identified. Six of the major mycotoxins implicated in animal mycotoxicosis were detected and quantified. Moulds count ranged from < 10 to 4.710 5 CFU g-1; 14 of the samples exceeded the limit that determines hygienic feed quality. More than twenty species belonging to the five most important mycotoxigenic mould genera were recovered. Among the analyzed mycotoxins, aflatoxins were recovered in 100 of the examined samples, deoxynivalenol in 95, fumonisins in 100, ochratoxin A in 98, T2 toxin in 98, and zearalenone in 100. Cooccurrence of mycotoxins was observed in 100 of the samples analyzed. Exposure to multiple mycotoxins was thus demonstrated for these animals.Facultad de Ciencias Veterinaria

Mycotoxins and mycotoxigenic fungi in poultry feed for food-producing animals

Moulds are capable of reducing the nutritional value of feedstuff as well as elaborating several mycotoxins. Mycotoxin-contaminated feed has adverse effects on animal health and productivity. Also, mycotoxins may be carried over into meat and eggs when poultry are fed with contaminated feed. In a point prevalence study feedstuff used for poultry nutrition in Argentina was analyzed for fungal flora, natural incidence of selected mycotoxins, and nutritional quality. Ten mould genera were recovered, six of them known to be mycotoxigenic. More than 28 species were determined. Fumonisins were detected in all the samples (median 1,750 ppb). Forty-four out of 49 samples (90%) were contaminated with DON (median 222 ppb) and OTA (median 5 ppb). Also, 44 out of 49 samples were contaminated with aflatoxins (median 2.685 ppb), 42 samples (86%) with ZEA (median 50 ppb), and 38 samples (78%) with T2-toxin (median 50 ppb). Ninety percent of the samples had at least one type of nutritional deficiency. This study indicates the need for continuous assessment of the mycological status of animal feed production, in order to feed animals for optimal performance ensuring food safety.Facultad de Ciencias Veterinaria

Optimización de la producción de una poligalacturonasa (PGI) en batch alimentado mediante diferentes perfiles de alimentación

El mercado de las enzimas ha tenido gran crecimiento desde los años 70 y este ha sido paralelo con el desarrollo de un gran número de aplicaciones en la industria alimentaria. Aspergillus kawachii es un hongo filamentoso que, creciendo en medios de cultivo a base de sales, triptona y diferentes fuentes de carbono, produce diversas pectinasas. Una poligalacturonasa (PGasa), denominada PGI, despertó gran interés debido a su capacidad de hidrolizar sustratos en un rango de pH muy bajo (pH 2,0 – 3,0). Esta enzima tiene un amplio potencial de aplicación a diferentes procesos industriales y de particular interés a aquellos que involucran la producción frutihortícola de la región de Río Negro (clarificación de jugos y vinos, maceración de tejidos, extracción de pectina). PGI fue purificada, caracterizada bioquímicamente, clonada y expresada en un vector inducible (pYES2) para S. cerevisiae. El objetivo de este trabajo fue estudiar la optimización de la producción de PGI recombinante en batch alimentado con diferentes perfiles de inducción. Los cultivos se realizaron en medio sintético con glucosa y urea como fuente de carbono y nitrógeno respectivamente. Luego de un período de acumulación de biomasa en batch alimentado con glucosa como única FCE, los cultivos se indujeron mediante la alimentación del mismo medio de alimentación con el agregado de galactosa (inductor del promotor Gal1 del pYES2). Los cultivos se realizaron en un fermentador New Brunswick Bioflo 350 con control de O₂ disuelto y pH. Se estudio la expresión realizando dos perfiles de alimentación cambiando la concentración de glucosa y dos perfiles de inducción cambiando la velocidad de flujo. Se alimento con 100 g/l y con 300 g/l de glucosa y se indujo alternativamente con 100g/l de glucosa y 50 g/l de galactosa a una velocidad de 9 ml /h y 27 ml/h respectivamente. La condición de 100 g/l de glucosa en la alimentación y un flujo de 9 ml/h en la inducción resultó ser la condición de mayor producción de enzima obteniéndose una actividad final de 60 U/ml, una concentración de biomasa de 7.06 g/l y una actividad específica de 8500 U/g. El aporte de este trabajo en cuanto a la optimización de la producción enzimática es un primer paso para su escalado y por ende la posibilidad de comercialización de enzimas de producción nacional para la industria alimenticia.Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriale