Endoproteolytic activity assay in malting barley

Authors

  • Blanca Gómez Guerrero Departamento de Cereales, Oleaginosos y Productos Derivados, Laboratorio Tecnológico del Uruguay, LATU, Uruguay
  • Michael J. Edney Applied Barley, Grain Research Laboratory, Canadian Grain Commission, Winnipeg, Canadá

DOI:

https://doi.org/10.26461/08.06

Keywords:

Endoproteases, malt, proteolysis

Abstract

Hydrolysis of barley proteins into peptides and amino acids is one of the most important processes during barley germination.The degradation of the endosperm stored proteins facilitates water and enzyme movements, enhances modification, liberates starch granules and increases soluble amino nitrogen. Protease activity is the result of the activities of a mixture of exo- and endo-proteases. The barley proteins are initially solubilized by endo-proteases and the further by exo-proteases. Four classes of endo-proteases have been described: serine-proteases, cysteine-proteases, aspartic-proteases and metallo-proteases. The objective of this work was to develop a rapid and colorimetric enzymatic assay to determine the endo-proteolytic activity of the four endo-protease classes using two different substrates: azo-gelatin and azo-casein. Optimum conditions for the assays such as: pH,reaction time and temperature and absorbance scale were determined. Azo-gelatin presented several difficulties in standardizing an “in solution” assay. On the other hand, azo-casein allowed standardization of the assay for the four enzyme classes to produce consistent results. The endo-proteoteolytic method developed was applied to determine the endo-protease activity in barley, malt and wort.

Downloads

Download data is not yet available.

References

BRIGGS, D.E. Malt analyses. En: Malts and malting. London: Blackie Academic & Professional, 1998. pp. 579-614.

EBC ANALYSIS COMMITTEE. Analytica-EBC. 5ta. ed. Grundwerk: Fachverlag Hans Carl, Nüremberg. 1998, Ninth supplement to the fifth edition 2010. Official Method 4.5.1.

JONES, B.L. The endoproteinases of barley and malt and their endogenous inhibitors. En: Tech. Q. Master Brew. Assoc. Am. 2008, 45:279-282.


JONES, B.L. Endoproteases of barley and malt. En: Journal of Cereal Science. 2005a, 42:139-156.

JONES, B. L. The endogenous endoproteinase inhibitors of barley and malt and their roles in malting and brewing. En: Journal of Cereal Science. 2005b, 42:271-280.

JONES, B.L.; BUDDE, A.D. The effect of reducing and oxidizing agents and pH on malt endoproteolytic activities and on malt mashes. En: Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2003, 51:7504–7512.

JONES, B.L.; MARINA C, L. The effect of mashing on malt endoproteolytic activities. En: Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2002, 50:858–864.

JONES, B.L.; FONTANINI, D.; JARVINEN, M.; PEKKARINEN, A. Simplified endoproteinase assays using gelatin or azogelatin. En: Analytical Biochemistry. 1998, 263:214–220.

JONES, B.L.; MARINAC, L.A.; FONTANINI, D. A quantitative study of the formation of endoproteolytic activities during malting and their stabilities to kilning. En: Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2000, 48:3898–3905.

KIHARA, M.; OKADA, Y.; SAITO, W.; KAWADA, N.; KANEKO, T.; ASAKURA, T.; ITO, K. QTL analysis for proteinase activity based on doubled-haploid progeny of standard Japanese and North American malting barley cultivars. En: Tech. Q. Master Brew. Assoc. Am. 2006, 43:15-18.

KOEHLER, S.; HO, T.-H.D. Hormonal regulation, processing, and secretion of cysteine proteases in barley aleurone layers. En: The Plant Cell. 1990, 2:769–783.

MEGAZYME INTERNATIONAL. Assay oF endo-protease usingAZO-CASEIN. S-AZCAS 12/07 [En línea]. Wicklow: Megazyme International, 2007. [Consulta: 11 de noviembre de 2013]. Disponible en: http://secure.megazyme.com/files/BOOKLET/S-AZCAS_0712_DATA.pdf.

OSMAN, A.M. Barley and malt proteins and proteases. I. Highly degradable barley protein fraction (HDBPF), a suitable substrate for malt endoprotease assay. En: Journal of the Institute of Brewing. 2003, 109(2):135–141.

PALMA, J.M.; SANDALIO, L.M.; CORPAS, F.J.; ROMERO-PUERTAS, M.C.; MCCARTHY, I.; DEL RÍO, L.A. Plant proteases, protein degradation and oxidative stress: role of peroxisomes. En: Plant Physiol. Biochem. 2002, 40:521–530.

POTOKINA, E.; PRASAD, M.; MALYSHEVA, L.; RÖDER, M. S.; GRANER, A. Expression genetics and haplotype analysis reveal cis regulation of serine carboxypeptidase I (Cxp1), a candidate gene for malting quality in barley (Hordeum vulgare L.). En: Funct. Integr. Genomics. 2006, 6:25-35.

SCHMITT, M.R ; BUDDE A.D. Use of fluorogenic proteinase assays to examine protein mobilization in barley varieties and across populations. En: Tech. Q. Master Brew. Assoc. Am. 2007, 44:273-277.

YANO, M.; TSUDA, H.; IMAI, T.; OGAWA, Y.; OHKOCHI, M. The effect of barley adjuncts on free amino nitrogen contents in wort. En: Journal of the Institute of Brewing. 2008, 114(3):230–238.

ZHANG, N.; JONES, B.L. Characterization of germinated barley endoproteolytic enzymes by two-dimensional gel electrophoresis. En: Journal of Cereal Science. 1995a, 21:145-153.

ZHANG, N.; JONES, B.L. Development of proteolytic activities during barley malting and their localization in the green malt kernel. En: Journal of Cereal Science. 1995b, 22:147-155.
Tapa de la revista INNOTEC número 8

Downloads

Published

2013-11-13

How to Cite

Gómez Guerrero, B., & Edney, M. J. (2013). Endoproteolytic activity assay in malting barley. INNOTEC, (8 ene-dic), 44–51. https://doi.org/10.26461/08.06

Issue

No. 8 ene-dic (2013): INNOTEC

Section

Articles

License

Los autores del manuscrito declaran conocer y aceptar los siguientes términos de responsabilidad:

Haber participado lo suficiente en el trabajo como para hacer pública la responsabilidad por su contenido.

Que el manuscrito representa un trabajo original que no fue publicado ni está siendo considerado por otra revista para su publicación, en parte o en forma íntegra, tanto impresa como electrónica.

Que en caso de ser solicitado, procurará o cooperará en la obtención y suministro de datos sobre los cuales el manuscrito esté basado.
Declara que la información divulgada que pudiera pertenecer a un tercero cuenta con la autorización correspondiente.

Autorización para la publicación y compromiso de cita de primera publicación

Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista INNOTEC / INNOTEC Gestión el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional. Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista sin fines comerciales.

El autor se compromete a realizar la cita completa de la edición institucional de esta primer publicación en las siguientes publicaciones -completas o parciales- efectuadas en cualquier otro medio de divulgación, impreso o electrónico.

Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales no comerciales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.

Se permite a los autores/as publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado (vea The Effect of Open Access). A su vez los autores/as autorizan al LATU a publicar el trabajo en su repositorio digital. 

Los conceptos y opiniones vertidos en los artículos son de responsabilidad de sus autores.

 

Licencia Creative Commons

Este obra está bajo una licencia Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional.