EQA - Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos
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- ItemModelagem e simulação da produção de biossurfactante e lipase por fermentação em estado sólido(2006) Castiglioni, Gabriel Luis; Costa, Jorge Alberto Vieira; Rocha, Luiz Alberto OliveiraEstudos relacionados com a produção de biossurfactantes vêm ganhando interesse pela sua vasta aplicação no setor industrial. Sua obtenção a partir de substratos renováveis e de baixo custo, bem como sua alta biodegradabilidade e baixa toxicidade ao meio ambiente é o grande potencial para futura substituição dos surfactantes químicos. Além dos biossurfactantes a aplicação das lipases vem aumentando nos últimos anos devido a recentes avanços biotecnológicos, apresentando grande importância industrial em relação às demais enzimas. Obtenção de dados referentes à produção de biossurfactantes e lipases é uma etapa determinante, não só para coleta de informações para estudos futuros, mas também na implantação e otimização de processos. A utilização de modelos matemáticos que expressem estes resultados pode reduzir consideravelmente tais esforços. Com isso, o presente trabalho foi dividido em quatro etapas: a primeira tendo como objetivo desenvolver, otimizar e validar modelos matemáticos de descrição do processo de produção de biossurfactante; segunda, otimizar experimentalmente a produção de biossurfactante; a terceira, desenvolver modelos de otimização da produção de lipase; e a quarta avaliar a produção de lipase durante o processo de fermentação. Todas as etapas tiveram por estudo a fermentação em estado sólido utilizando Aspergillus fumigatus em diferentes condições nutricionais e de fornecimento de ar. Foram realizados experimentos utilizando óleo de soja e óleo diesel como fontes adicionais de carbono, para posterior comparação com experimentos na sua ausência. As aerações variaram de 0 a 200 mLar.gmeio-1.h-1 e as fermentações conduzidas em biorreatores de colunas com leito fixo. As condições do meio de cultivo foram mantidas em 30°C, pH 4,5, umidade de 50% e concentração inicial de inóculo 4.106 esporos.gmeio-1. Os modelos matemáticos foram obtidos usando a aeração do meio e o tempo de fermentação como variáveis de controle. A função objetivo que representa o acréscimo da concentração do biossurfactante (primeira etapa) e da lipase (segunda etapa) foi otimizada fixando a aeração e calculando o tempo ótimo nas quais as concentrações máximas de biossurfactante e enzima foram obtidas em função do tempo de fermentação. A validação dos modelos de produção do biossurfactante foi realizada por meio da comparação dos resultados experimentais de dois Planejamentos Fatoriais 22 com os resultados gerados a partir do modelo. As Atividades Emulsificante encontradas na otimização experimental da produção de biossurfactante foram 11,17 UE.g-1 fornecendo 148 mLar.gmeio-1.h-1 na ausência de fonte adicional de carbono, 8,47 UE.g-1 com 119 mLar.gmeio-1.h-1 adicionado de óleo de soja e 9,99 UE.g-1 utilizando 140 mLar.gmeio-1.h-1 com óleo diesel. A utilização das fontes adicionais de carbono atuou como indutor da produção de lipase, sendo que a maior Atividade Lipolítica foi encontrada no experimento sem o fornecimento de ar utilizando diesel como fonte adicional de carbono (127,22 U.g-1 em 96h). Os resultados preditos comparados com os experimentais mostraram faixas estatisticamente iguais (p < 0,05) e as Atividades Emulsificante encontradas na otimização dos modelos sem fonte adicional de carbono e diesel foram, respectivamente, 8,03 UE.g-1 em 104h e 7,85 UE.g-1 em 111h e na otimização numérica da produção de lipase foram encontradas Atividades Lipolítica 100,31 U.g-1 em 103h, 117,02 U.g-1 em 90h e 124,12 U.g-1 em 119h para os experimentos sem fonte adicional de carbono, óleo de soja e óleo diesel, respectivamente. Os modelos confeccionados mostram a eficiência do processo de produção de biossurfactante e lipase, tornando uma ferramenta importante na fermentação em estado sólido com Aspergillus fumigatus, contribuindo significativamente para o uso de tecnologias simples e de menor risco ambiental.
- ItemDesenvolvimento e caracterização de empanado a partir de corvina (Micropogonias furnieri)(2006) Bonacina, Marlice Salete; Queiroz, Maria IsabelO trabalho teve por objetivo a elaboração de empanado de pescado utilizando a espécie corvina (Micropogonias furnieri). A formulação foi escolhida através de um planejamento fatorial completo 23, com triplicata dos pontos centrais variando-se o tempo de lavagem do músculo (0; 15 e 30 segundos), concentração de lactato de sódio (0; 0,8 e 1,6%) e de leite em pó (0; 1 e 2%). As variáveis respostas consideradas foram a capacidade de retenção de água (CRA), umidade, proteína e gordura, bem como a qualidade sensorial geral e os atributos de aparência, textura, em especial crocancia e sabor. Os resultados demonstraram que o tempo de lavagem do músculo, foi o fator de maior influencia nas características sensoriais do produto, enquanto que as características físico-químicas sofreram influência dos três fatores estudados. Assim sendo a formulação selecionada cumpriu a condição de 30 segundos de lavagem do músculo, 2% de leite em pó e ausência de lactato de sódio. Uma vez definida a formulação, foram elaborados empanados os quais foram armazenados a -180C por 120 dias. Empanados recém elaborados e armazenados, foram sensorialmente avaliados segundo a Análise Descritiva Quantitativa, a partir de dez julgadores selecionados através do teste triangular, realizado segundo a análise seqüencial de Wald. O levantamento dos termos descritivos foi realizado mediante o método de rede Kelly. Uma vez definida a terminologia foi elaborada a ficha de avaliação com escala de 9 cm. As amostras foram fritas em óleo de soja por três minutos a 1800C e então servidas de forma monadica com três repetições. Foi possível verificar que o tempo de armazenamento influenciou significativamente apenas para o termo granulometria. O empanado de pescado pode ser caracterizado por apresentar cor amarela descrita como bege pelos julgadores, gosto salgado, odor, sabor, aroma e sabor residual a pescado e gordura. Os empanados armazenados a -180C foram avaliados sob o ponto de vista microbiológico (salmonella, Staphylococcus coagulase positivo e coliformes a 450C), químicas (ácido tiobarbiturico, índice de peróxido, acidez titulavel e índice de iodo) e sensoriais no que se refere a intensidade de odor e sabor estranho, com uma freqüência amostral de 15 dias visando a estimativa da vida útil. Verificou-se ausência de salmonella (determinada apenas no tempo zero de armazenamento) e Staphylococcus coagulase positivo. O número mais provável de coliformes a 450C foram inferiores ao permitido pela legislação. No que se refere às análises químicas observou-se redução do índice de peróxido e iodo. Os valores de TBA e acidez titulavel tiveram um aumento gradativo durante o armazenamento. A intensidade do odor e sabor estranho aumentaram em função do tempo e os dados obtidos proporcionaram uma estimativa da vida útil do empanado, mediante um modelo linear, em aproximadamente sete meses.
- ItemFracionamento enzimático do farelo integral de arroz parboilizado(2005) Messias, Rafael da Silva; Augusto-Ruiz, WalterO farelo de arroz é fonte natural de fibras dietéticas, proteínas, carboidratos, óleo, vitaminas e de compostos com potente atividade antioxidante, como os orizanóis e tocóis, o que o caracteriza como um alimento funcional. No entanto, seu alto teor de fibras insolúveis e a presença de compostos antinutricionais impedem sua utilização para fins de alimentação humana. Com base nesses dados, o presente trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de um processo de hidrólise enzimática para obtenção de um extrato solúvel e uma fração insolúvel a partir do farelo integral parboilizado de arroz, possibilitando uma melhor utilização de seus componentes nutricionais e funcionais através de dois produtos com alto valor agregado. Foram utilizados planejamentos fatoriais completos para cada enzima onde se variou a concentração enzimática, o tempo, o pH e a temperatura em diferentes níveis e utilizando como variável resposta à concentração de sólidos solúveis determinados por refratometria. Os resultados obtidos indicaram uma solubilização, para amiloglicosidase a 1,5%, de 7,0% nas condições selecionadas de 60°C, pH de 4,0 por 180 minutos com rendimento de 86,82% de solubilização dos carboidratos presentes na amostra solúvel e 19,40% dos lipídios. Para alcalase a 1% por 360 minutos e pH 8,0 obteve-se uma extração de 6,8% dos sólidos solúveis com 68,7% das proteínas e 15,6% dos lipídios do FAIP solubilizados. A celulase a 1% apresentou uma concentração de sólidos solúveis de 3,9% em um meio de pH 4,8, a 60°C e por um tempo de 120 minutos com 20,72% dos lipídios e 16,86% das proteínas totais da amostra. Tendo a lipase pancreática, nos parâmetros de pH 8,0, concentração de 0,06% e 60 minutos de hidrólise, obtido um extrato solúvel com 4,95% dos sólidos da amostra com rendimento de 23,71% de solubilização dos lipídios. A ação seqüencial das mesmas enzimas alcançou um rendimento protéico de 81,1% e de 36,8% dos lipídios. As análises do extrato seco obtido por ação seqüencial de enzimas apresentaram um teor de 26,92% de proteínas e 33,42% de lipídios, com uma redução 47,4% do teor de cinzas e 84% do teor de fibras totais em relação ao FAIP 48 mesh.
- ItemSecagem de quitosana obtida a partir de resíduos de camarão: análise da cinética de secagem considerando encolhimento(2004) Batista, Lucia de Moraes; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaA quitosana é obtida através da desacetilação da quitina, que é encontrada nos exoesqueletos de crustáceos, fungos e materiais biológicos. Os resíduos do processamento do camarão, que na maioria das vezes não tem utilidade, possuem de 5 a 8% de quitina. O processo para obtenção de quitina e quitosana apresenta as seguintes etapas: desmineralização, desproteinização e desodorização, obtendo-se assim a quitina úmida. Após ser seca, passa por uma desacetilação para a conversão em quitosana úmida, que é então seca. A purificação da quitosana segue as etapas de dissolução, filtração, precipitação, neutralização, centrifugação e secagem para o armazenamento do produto final. Na secagem de alimentos, os resultados experimentais são usualmente tratados considerando que o processo é controlado pela difusão interna, em um sólido pseudo-homogêneo de dimensões constantes. Entretanto, muitos alimentos que apresentam altos teores de umidade iniciais sofrem variação de volume durante a secagem. Como o encolhimento ocorre simultaneamente com a difusão de umidade no sólido, este deve influenciar a taxa de remoção de umidade. Para analisar a secagem destes materiais, o encolhimento deve ser considerado na modelagem do processo. As propriedades físicas e de transporte também são importantes para a formulação e resolução de modelos físicomatemáticos da operação de secagem. O objetivo geral do presente trabalho foi analisar a cinética de secagem em camada delgada de quitosana e quitosana purificada obtida de rejeitos e resíduos gerados de processamento de camarão, através das curvas experimentais de secagem e sua modelagem, considerando o encolhimento durante a operação. Este estudo foi realizado através da seguinte metodologia: caracterização da secagem em camada delgada, utilizando as curvas características experimentais; determinação dos parâmetros físicos e de transporte durante a operação; modelagem físico-matemática da operação de secagem, considerando o encolhimento. Para estabelecer as melhores condições da secagem da quitosana purificada foi utilizada a metodologia da superfície de resposta, analisando como respostas a constante de secagem. O mecanismo de migração de umidade, para quitosana pôde ser explicado por difusão de água líquida devido à boa concordância da solução do modelo difusivo com os dados experimentais. A melhor condição de secagem em camada delgada de quitosana purificada foi na temperatura do ar de 60°C, utilizando velocidade do ar de 1,5m/ s e com espessura das amostras de 3mm. Os dados experimentais da quitosana purificada foram melhor explicados pela solução do modelo difusivo considerando o encolhimento, por ocorrer acentuada variação da espessura durante a operação de secagem deste material.
- ItemDesenvolvimento de produto tipo caviar a base de ovas de tainha (Mugil platanus)(2006) Ferreira, Fabiano de Andrade; Santo, Milton Luiz Pinho EspiritoO trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento de um produto tipo caviar a base de ovas extraídas da tainha (Mugil platanus), visando novos processamentos ou investimentos industriais na elaboração e oferta de alimentos com valor agregado e qualidade superior. A matéria-prima, imediatamente após a extração foi lavada e congelada a -18 °C. Foram realizadas as caracterizações físico-químicas e microbiológicas, obtendo-se os seguintes resultados: 56,51% umidade, 1,85% resíduo mineral fixo, 13,04% lipídios, 25,26% proteínas, 3,34% carboidratos, valor calórico 231,75 Kcal/100g e pH 6,0. Nas análises microbiológicas obtivemos os seguintes resultados: microrganismos aeróbios mesófilos variaram de 1,89 x 104 a 1,90 x 104 UFC.g-1, Coliformes < 3 NMP.g-1 , Staphylococcus coagulase positiva < 102 UFC.g-1 e Salmonella sp. ausente em 25g de amostra. O produto foi elaborado a partir das ovas frescas, através das seguintes operações: descongelamento sob refrigeração a 8 °C, peneiramento, formulação definida em função dos teores de cloreto de sódio entre 3,5 e 8%, cozimento de 68 a 72 ºC por 8 minutos, acondicionamento em embalagens de 40g, pasteurização a 70 ºC durante 30 minutos e resfriamento com água corrente até o produto atingir aproximadamente 25 ºC. Os produtos formulados foram analisados sensorialmente através do teste de ordenação com relação aos atributos de aparência e sabor, sendo que os resultados indicaram não haver diferença significativa entre as amostras ao nível de significância de 5 % em ambos atributos. Foi escolhido como produto final o que possuía em sua formulação 6,5% de cloreto de sódio, a qual recebeu a maior pontuação dos julgadores. Este produto foi então avaliado através de um teste de escala hedônica na qual a média dos pontos obtidos foi de 6,35, expressando o grau hedônico gostei ligeiramente, sendo que seu índice de aceitação atingiu 70,56%. A caracterização físico-química do produto final apresentou os seguintes resultados: 47,61% umidade, 1,88% resíduo mineral fixo, 10,9% lipídios, 22,87% proteínas, 16,75% carboidratos, valor calórico 256,53 Kcal/100g, pH 4,4 e rendimento 91,2%. Os resultados demonstram que o produto desenvolvido pode contribuir como alternativa na oferta de novos alimentos de origem marinha.
- ItemEstudo da biodegradação do fenol por uma nova linhagem de Aspergillus sp.(2006) Passos, Cátia Tavares dos; Burkert, Carlos André VeigaA presença de um pólo industrial em Rio Grande-RS, junto a um ecossistema delicado, que compreende a região estuarina da Lagoa dos Patos, tem um impacto ambiental indiscutível, podendo prejudicar atividades econômicas importantes como pesca e turismo. Neste contexto são essenciais a pesquisa e desenvolvimento de estratégias para a recuperação ambiental de áreas impactadas por compostos tóxicos. A bioaumentação consiste na adição de número expressivo de microrganismos hidrocarbonoclásticos, em ambientes contaminados, tornando-se interessante a aplicação de microrganismos selecionados das populações nativas, adaptadas às condições locais e com alta capacidade degradativa. Entre os contaminantes do ambiente, os fenóis aparecem entre os mais perigosos devido aos seus efeitos microbicida e fitotóxico. O objetivo desse trabalho foi estudar a capacidade do fungo filamentoso Aspergillus sp. LEBM2, isolado pelo Laboratório de Microbiologia - FURG, na região da cidade do Rio Grande - RS, de degradar fenol. Tipos diferentes de inóculo foram estudados, utilizando distintas fontes de carbono. A influência dos parâmetros de cultivo concentração de glicose, volume de inóculo e agitação foi verificada utilizando um planejamento experimental 23. Estudou-se a tolerância do fungo ao fenol, verificando sua capacidade degradativa em diferentes concentrações do substrato tóxico. Além disso, um estudo comparativo com microrganismos livres e encapsulados foi realizado. No estudo do tipo de inóculo foi observada diferença significativa entre os inóculos utilizados, sendo que o processo mais eficiente foi utilizando o meio de adaptação contendo glicose e fenol, com velocidade média de degradação de fenol de 0,67 mg.L.-1h.-1. Para o planejamento foi observado, na condição 500 mg.L-1 de glicose, volume de inóculo de 20 % e agitação de 200 rpm, degradação total do fenol em 72 h, apresentando uma velocidade de degradação de 3,76 mg.L-1.h-1. Quanto à tolerância ao fenol, constatou-se que este microrganismo conseguiu consumir o fenol até uma concentração de 989 ± 15 mg.L-1 e que a maior velocidade de degradação encontrada foi de 5,18 mg.L-1.h-1 para a concentração de 320 ± 0,57 mg.L-1, mostrando que o fungo estudado tem grande potencial para ser utilizado em processos de bioaumentação. No estudo comparativo entre microrganismos livres e encapsulados, verificou-se aumento na velocidade de degradação de fenol em todas as concentrações testadas, pela encapsulação em alginato de cálcio, atingindo valores até 49,2 % superiores, indicando a presença de um microambiente mais favorável para a biodegradação pelo efeito protetor da matriz do gel, reduzindo o estresse abiótico. A encapsulação do fungo filamentoso Aspergillus sp. LEBM2 mostrou-se uma técnica promissora para aplicação em processos de bioaumentação.
- ItemUtilização da cianobactéria Aphanothece microscopica Nägeli como pós-tratamento do efluente da indústria da pesca(2004) Hornes, Marcio Oliveira; Queiroz, Maria IsabelO setor industrial de Rio Grande caracteriza-se pelo processamento de pescado. Essa atividade gera uma significativa quantidade de efluente rico em matéria orgânica e nutrientes, os quais dificilmente seriam assimilados pelos corpos hídricos sem qualquer tipo de tratamento. Por isso, muita atenção passou a ser dada às necessidades de desenvolvimento tecnológico com vistas ao tratamento, de forma a causar o mínimo impacto sobre o ambiente e que atenda a legislação ambiental vigente. Nesse sentido, o trabalho teve por objetivo monitorar o sistema de tratamento de efluente de uma empresa processadora de pescado e avaliar a eficiência da cianobactéria Aphanothece microscopica Nägeli como pós-tratamento da etapa anaeróbia. O tratamento experimental constou de três etapas: Em um primeiro instante realizou-se o monitoramento na entrada e saída de cada fase, que consiste de um tratamento primário, o qual abrange uma etapa de gradeamento, caixa de gordura e tanque de equalização, e um tratamento secundário, onde atuam dois reatores anaeróbios em série, seguido de um filtro de brita. Foram avaliados os seguintes parâmetros: N-TK, N-NH3, P-PO4 -3, pH, DQO, alcalinidade, ácidos voláteis totais, óleos e graxas, sólidos sedimentáveis, suspensos, totais, fixos e voláteis, segundo a metodologia indicada por Standard Methods. Na segunda fase do trabalho foi avaliado o crescimento da cianobactéria em estudo na presença de amônia, onde inóculos na fase exponencial de crescimento foram utilizados em meio BGN modificado, substituindo-se NaNO3 por NH4Cl em concentrações equivalentes ao teor de amônia registrada no final do processo de tratamento do efluente (35, 70 e 140 mg/L N-NH4+1, respectivamente). Por último, realizaram-se experimentos onde foram ajustados aalcalinidade, índice volumétrico e razão C/N para avaliar o efeito na eficiência de remoção de matéria orgânica. O efluente do tratamento secundário foi submetido à ação da cianobactéria Aphanothece microscopica Nägeli para remoção de nitrogênio, fósforo e matéria orgânica nas razões C/N 20 e 60 e utilizando inóculos desenvolvidos em meio BGN e BGN modificado. Foram utilizados neste experimento inóculos de 200 mg/L, aeração de 1 VVM, ausência de luminosidade e temperatura controlada de 30ºC. O sistema de tratamento de efluentes utilizado pela indústria de processamento de pescado avaliada não é eficiente na redução dos parâmetros de controle aos níveis exigidos pela legislação vigente. Com o ajuste do índice volumétrico e a razão AI/AP em torno de 40 mL/g e 0,3, respectivamente, obteve-se ao final do experimento uma redução média de 88,15% de matéria orgânica, porém não foram verificadas remoções de nitrogênio e fósforo. Os experimentos com diferentes concentrações de amônia mostraram a tolerância da cianobactéria nas condições avaliadas. Utilizando-se a cianobactéria com inóculos gerados em meio BGN foram consideradas as melhores condições avaliadas, apresentando uma redução significativa dos parâmetros N-TK e P-PO4 -3 em menos de 24 horas de cultivo e atingindo neste período concentrações inferiores aos limites estabelecidos pela legislação.
- ItemSecagem de Spirulina platensis: análise das técnicas de leito de jorro e camada delgada(2006) Oliveira, Elizangela Gonçalves de; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaA microalga Spirulina platensis tem sido comercializada e estudada pelo seu potencial nutricional devido ao seu elevado conteúdo de proteínas, pró-vitaminas e ácidos graxos insaturados; e também, por apresentar potencial terapêutico no tratamento de algumas doenças. Para preservar a Spirulina após a colheita e para sua incorporação no alimento, a mesma precisa ser submetida a uma operação de secagem. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar a secagem da microalga Spirulina platensis em camada delgada e em leito de jorro. Tendo como objetivos específicos avaliar a influência da temperatura, carga de amostra, tipo de geometria de leito de jorro e concentração de suspensão nas propriedades funcionais e conteúdo de ficocianina na biomassa seca em camada delgada e em leito de jorro. A matéria-prima utilizada foi cedida pelo Laboratório de Engenharia Bioquímica/DQ/FURG, extraída da Lagoa Mangueira localizada na região sul do Rio Grande do Sul. A biomassa foi filtrada e prensada até a umidade de 76% para a camada delgada, já para o leito de jorro a Spirulina foi diluída a diferentes concentrações. A microalga foi seca em um secador descontínuo de bandeja com escoamento perpendicular do ar, nas temperaturas de 50 e 60°C e carga na bandeja de 4 e 6 kg/m2. Foi utilizado o leito de jorro cone-cilíndrica tipo CSB e JSB, com taxa de alimentação de suspensão de 0,4 kg/h.kg de inerte, taxa de circulação de 1,8 e temperatura de saída de ± 70°C. Foram avaliadas a solubilidade protéica em meio aquoso e ácido, digestibilidade “in vitro” e o conteúdo de ficocianina da Spirulina in natura e após a secagem. Os resultados demonstram que a secagem de Spirulina platensis em camada delgada com escoamento perpendicular do ar ocorreu durante o período de taxa decrescente, não apresentando taxa constante. Para a solubilidade em meio ácido a temperatura e a carga de amostra foram significativas, sendo que a melhor região de trabalho foi de 60°C e 4kg/m2. O secador de leito de jorro teve um comportamento estável, não apresentando colapso nas condições operacionais. A concentração de suspensão de Spirulina 5% apresentou melhores resultados em relação a solubilidade protéica em meio aquoso e a digestibilidade “in vitro”. As duas técnicas de secagem apresentaram um aumento similar na solubilidade em meio aquoso. O secador de leito de jorro (CSB) apresentou maior recuperação de ficocianina quando comparado ao produto seco em camada delgada.
- ItemBiodegradação de deoxinivalenol por aspergillus oryzae e rhizopus sp.: um estudo bioquímico de degradação e toxicidade(2008) Buffon, Jaqueline Garda; Furlong, Eliana BadialeA contaminação aleatória de alimentos por micotoxinas afeta as condições de sanidade das dietas de humanos e animais. Dentre as toxinas fúngicas, deoxinivalenol (DON) se destaca pela freqüente contaminação de produtos agrícolas e alimentos e pela sua resistência a degradação pelo emprego de métodos tradicionais de processamento, o que motiva políticas de controle e a busca por técnicas de descontaminação. A descontaminação biológica empregando processsos fermentativos tem sido apontada como uma alternativa promissora, pois permite degradar micotoxinas através do sistema enzimático microbiano e melhorar características funcionais e sensoriais de matérias-primas e insumos alimentícios. Este trabalho teve por objetivo estudar condições e mecanismos de biodegradação de deoxinivalenol empregando Aspergillus oryzae e Rhizopus sp. em sistemas fermentativos submersos. Para tanto, foi necessário adequar metodologia para reação de derivação na determinação cromatográfica de DON; estudar o potencial e condições de degradação via fermentação submersa por Aspergillus oryzae e Rhizopus sp.; e avaliar a atividade de oxidoredutases e a citotoxicidade dos extratos fementados. A otimização da metodologia estabeleceu a melhor condição para a reação de derivação com 200 µL de anidrido trifluoroacético e 18 mg de bicarbonato de sódio, durante 6 minutos a 74 °C na faixa entre 7 e 21 µg de DON. A quantificação de DON residual no meio fermentado mostrou que as espécies fúngicas Rhizopus sp. e Aspergillus oryzae possuem a capacidade de degradar DON demonstrando índices médios de 87,4 e 62,4% respectivamente, principalmente quando o meio submerso foi água estéril e fermentação realizada durante 48 horas. A velocidade máxima de degradação neste intervalo foi de 10,8 e 12,4 ppb/h, observando também um aumento na atividade específica da enzima peroxidase. Os extratos dos fermentados com A. oryzae e Rhizopus sp. apresentaram efeito de inibição de proliferação celular (IC50) quando concentrados 10 vezes em 48 e 72 horas respectivamente. Os meios fermentados com Rhizopus sp. apresentaram menor efeito (1,5 vezes) quando comparado com Aspergillus oryzae.
- ItemPurificação, modelagem e simulação da adsorção de bioprodutos por troca iônica em coluna de leito expandido(2009) Moraes, Caroline Costa; Kalil, Susana JulianoA produção de proteínas através de microrganismos tornou-se uma técnica muito importante na obtenção de compostos de interesse da indústria farmacêutica e alimentícia. Extratos brutos nos quais as proteínas são obtidas são geralmente complexos, contendo sólidos e células em suspensão. Usualmente, para uso industrial destes compostos, é necessário obtê-los puros, para garantir a sua atuação sem interferência. Um método que vem recebendo destaque especialmente nos últimos 10 anos é o uso da cromatografia de troca iônica em leito expandido, que combina em uma única etapa os passos de clarificação, concentração e purificação da molécula alvo, reduzindo assim o tempo de operação e também os custos com equipamentos para realização de cada etapa em separado. Combinado a este fato, a última década também é marcada por trabalhos que tratam da modelagem matemática do processo de adsorção de proteínas em resinas. Está técnica, além de fornecer informações importantes sobre o processo de adsorção, também é de grande valia na otimização da etapa de adsorção, uma vez que permite que simulações sejam feitas, sem a necessidade de gasto de tempo e material com experimentos em bancada, especialmente se é desejado uma ampliação de escala. Dessa forma, o objetivo desta tese foi realizar a modelagem e simulação do processo de adsorção de bioprodutos em um caldo bruto na presença de células, usando inulinase e C-ficocianina como objeto de estudo e purificar C-ficocianina utilizando resina de troca iônica em leito expandido. A presente tese foi então dividida em quatro artigos. O primeiro artigo teve como objeto de estudo a enzima inulinase, e a otimização da etapa de adsorção desta enzima em resina de troca iônica Streamline SP, em leito expandido, foi feita através da modelagem matemática e simulação das curvas de ruptura em três diferentes graus de expansão (GE). As máximas eficiências foram observadas quando utilizadas maiores concentrações de inulinase (120 a 170 U/mL), e altura de leito entre 20 e 30 cm. O grau de expansão de 3,0 vezes foi considerado o melhor, uma vez que a produtividade foi consideravelmente superior. O segundo artigo apresenta o estudo das condições de adsorção de C-ficocianina em resina de troca iônica, onde foi verificado o efeito do pH e temperatura na adsorção e após construída a isoterma de adsorção. A isoterma de adsorção da C-ficocianina em resina Streamline Q XL feita em pH 7,5 e a 25°C (ambiente), apresentou um bom ajuste ao modelo de Langmuir (R=0,98) e os valores qm (capacidade máxima de adsorção) e Kd (constante de equilíbrio) estimados pela equação linearizada da isoterma, foram de 26,7 mg/mL e 0,067mg/mL. O terceiro artigo aborda a modelagem do processo de adsorção de extrato não clarificado de C-ficocianina em resina de troca iônica Streamline Q XL em coluna de leito expandido. Três curvas de ruptura foram feitas em diferentes graus de expansão (2,0, 2,5 e 3,0). A condição de adsorção de extrato bruto não clarificado de C-ficocianina que se mostrou mais vantajosa, por apresentar maior capacidade de adsorção, é quando se alimenta o extrato até atingir 10% de saturação da resina, em grau de expansão 2,0, com uma altura inicial de leito de 30 cm. O último artigo originado nesta tese foi sobre a purificação de C-ficocianina através da cromatografia de troca iônica em leito expandido. Uma vez que a adsorção já havia sido estudada no artigo 2, o artigo 4 enfoca na otimização das condições de eluição, visando obter um produto com máxima pureza e recuperação. A pureza é dada pela razão entre a absorbância a 620 nm pela absorbância a 280 nm, e dizse que quando C-ficocianina apresenta pureza superior a 0,7 ela pode ser usada em como corante em alimentos. A avaliação das curvas de contorno indicou que a faixa de trabalho deve ser em pH ao redor de 6,5 e volumes de eluição próximos a 150 mL. Tais condições combinadas a uma etapa de pré-eluição com 0,1M de NaCl, permitiu obter C-ficocianina com pureza de 2,9, concentração 3 mg/mL, e recuperação ao redor de 70%.