Identification and characterization of amylolytic enzymes of roots of Peruvian carrot (Arracacia xanthorrhiza Bancroft)

A mandioquinha-salsa (Arracacia xanthorrhiza Bancroft.) possui um período de conservação pós-colheita de cerca de uma semana, que contrasta com o seu ciclo de cultivo, em torno de 10 meses. Os mecanismos de deterioração das raízes ainda não são conhecidos e tampouco foram estudadas as principais vias enzimáticas de degradação do amido, sua principal reserva energética. O objetivo deste trabalho foi de identificar e caracterizar bioquimicamente o extrato enzimático dessas raízes, que possuem atividade amilolítica. Os resultados mostraram que as enzimas apresentam pH e temperatura ótimos de atividade enzimática em torno de 6,2 e 46°C, respectivamente, confirmados por Análise de Superfície de Resposta. Foram detectadas três bandas com atividade amilolítica em gel de poliacrilamida. Os valores de Ea, Km e Vmáx aparentes encontrados para o extrato enzimático foram de 7,53 kcal/mol, 0,41 mg/mol e 1,11 mg/mL/min, respectivamente. A hidrólise do amido aumenta 95% na presença de Ca+2 e a enzima mantém apenas cerca de 47% da sua atividade original na presença de EDTA. Os resultados mostraram a presença de duas possíveis isoformas de α-amilase e uma β-amilase no extrato enzimático in vitro, podendo estar ativas na raiz íntegra. Um ensaio de acompanhamento da atividade amilásica das raízes durante o armazenamento por 9 dias mostrou um aumento na atividade de água acompanhado de perda de textura e de oscilação na atividade hidrolítica. No entanto, tais alterações devem ocorrer também devido a ação de enzimas exógenas de mofos, que participam do processo de deterioração da mandioquinha-salsa.Roots of Peruvian carrot (Arracacia xanthorrhiza Brancroft) have a post-harvest conservation time of approximately one-week, a very short period related to its long cultivation cycle, around 10-11 months. The mechanisms of post-harvest deterioration of the roots are unknown as well as the main enzymatic pathways such as the starch degradation, have not been studied. The purpose of this investigation was to identify and characterize the amylolitic activity of this root. The results showed that the optimum enzymatic conditions for the maximum activity are 46°C and pH 6.2 confirmed by Surface Ternary Plots. Three bands with amylolitic activity were detected in native PAGE. The kinetic values were Ea 7.53 kcal/mol, Km 0.41 mg/mol and Vmáx 1.11 mg/mL/min. The starch hydrolysis speed increases almost twice when Ca+2 is present and remained only 20% on the presence of EDT A. The results showed two possible isoforms of α-amylase and one β-amylase in the crude extract. An essay following the amylolitic activity during a 9-day storage period showed an increase of water activity associated to a loose of texture and a oscillating starch hydrolytic activity, although these behavior may have the contribution of exogenous enzymes from molds on the deteriorative process of the Peruvian carrots