Aplicação de peroxidase para degradação de deoxinivalenol

Abstract

Deoxinivalenol (DON), uma das principais micotoxinas encontradas em matrizes alimentares, é um composto químico que possui em sua estrutura um anel epóxido que lhe confere alto grau de toxicidade. A aplicação de enzimas em processos de degradação de DON vem se destacando, pela estabilidade durante o processo reacional e baixo custo de produção. O objetivo desse trabalho foi estudar o potencial de peroxidase proveniente de farelo de arroz (FA) e farelo de soja (FS) para degradar DON. As condições de obtenção da PO a partir de FA foram definidas por planejamento experimental DCCR 23 , sendo extraída de 5 g de farelo com 50 mL de tampão fosfato 0,04 mol L-1 pH 5, agitados orbitalmente durante 60 min a 100 rpm, e para a PO obtida de FS as condições diferenciaram somente quanto a solução extratora, tampão fosfato 0,01 mol L-1 pH 4,7. A técnica que apresentou melhores índices de purificação para a enzima foi a partição trifásica apresentando fator de purificação e recuperação de 5,6 e 50 % para a obtida de FA e 13,61 e 50 % para FS. A PO de FA apresentou maior atividade em tampão fosfato 5 mmol L-1 pH 5,5 para as formas bruta e pura, diferindo na temperatura de reação de 25 °C e 10 °C, KM de 0,15 e 0,06 mmol L-1 e Vmáx de 769 e 667 U mg-1 , respectivamente. A PO de FS as condições foram: tampão fosfato 5 mmol L-1 pH 5, reação a 35 e 30 °C durante 10 e 5 min, KM de 0,17 e 0,05 mmol L-1 e Vmáx de 196 e 182 U mg-1 , respectivamente. A PO de FA demonstrou maior estabilidade em pH 5 enquanto que a de FS em pH 6, ambas enzimas apresentaram maior estabilidade térmica a 0 °C, as massas moleculares encontradas por eletroforese foram 41 e 34 kDa, respectivamente. Ao final das etapas de obtenção, purificação e caracterização obteve-se uma atividade específica de 116 e 794 U.mg-1 , e 4363 e 17453 U g-1 , respectivamente para PO de FA e FS. A determinação de DON e De-DON foi realizada por HPLC-DAD e LC-ESI-MS/MS para avaliação dos ensaios de degradação. A enzima comercial HRP, mostrou maior potencial de redução sobre DON (55% após 1 h de reação), no entanto em 3 h de reação, a concentração inicial da micotoxina DON foi verificada, o que evidencia que a redução pode ocorrer por adsorção ou por formação de um composto de degradação que apresente a mesma massa molecular. O emprego da enzima PO obtida de FA e FS na degradação necessita de uma avaliação cinética micotoxicologica para definição das condições de redução significativa dos níveis de DON.

Deoxynivalenol (DON), a major mycotoxins found in food matrices, is a chemical compound that has a ring in its structure epoxide which gives a high degree of toxicity. The application of enzymes in the degradation processes DON has been highlighted by the reaction during the process stability and low production cost. The aim of this work was to study the potential of peroxidase from rice bran (RB) and soybean meal (SBM) to degrade DON. The conditions for obtaining the PO from FA were determined in experimental design DCCR 2 3 is extracted from 5 g of bran with 50 ml phosphate buffer 0,04 mol L-1 pH 5 orbitally shaken for 60 min at 100 rpm, and to PO obtained from FS conditions differed only as the extraction solution, phosphate buffer 0,01 mol L -1 pH 4,7. The technique presented the best rates for the enzyme purification was presenting the partition phase recovery and purification factor of 5,6 and 50% for RB and obtained 13,61 and 50% for SBM. The RB showed a higher PO activity in phosphate buffer 5 mmol L-1 at pH 5,5 for pure and crude forms, differing in reaction temperature from 25 ° C to 10 ° C, KM of 0,15 and 0,06 mmol L -1 and Vmax of 769 and 667 U mg-1 , respectively. The PO RB showed increased stability at pH 5 while SBM at pH 6, both enzymes had higher thermal stability at 0 °C, the molecular weights found for electrophoresis were 41 and 34 kDa, respectively. At the end of the steps of obtaining, purification and characterization obtained a specific activity of 116 and 794 U.mg-1 , and 4363 and 17453 U g -1 , respectively for PO RB and SBM. The determination of DON and De-DON was performed by HPLC-DAD and LC-ESI-MS/MS to evaluate the degradation tests. The commercial enzyme HRP showed the greatest reduction potential of DON (55% after 1 h of reaction), but with 3 h reaction initial concentration of the mycotoxin DON was measured, which demonstrates that the reduction may be occuring by adsorption or degradation with formation of the compound that show the same molecular weight. PO enzyme from FA and FS, can be applied to degradation need the micotoxin kinetic evaluation to define the reduction conditions of DON.