EQA - Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos
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- ItemObtenção de concentrado proteico do bagaço de malte através da extração assistida por ultrassom(2021) Paula, Mariane de; Hernández, Carlos Prentice; Martins, Vilásia Guimarães; Latorres, Juliana MachadoO bagaço de malte (BM) é um importante subproduto da indústria cervejeira, este é gerado em grandes quantidades ao longo do ano, representando aproximadamente 85% do total de subprodutos obtidos. Devido a sua composição apresentar elevados teores de fibras e proteínas, associado ainda ao seu baixo custo, ampla disponibilidade ao longo do ano e valiosa composição química, o BM torna-se um interessante produto para a aplicação na indústria de alimentos. As proteínas são indispensáveis à saúde humana, e podem ser extraídas por diferentes métodos. Nesse contexto, o ultrassom (US) vêm sendo empregado para a extração de proteínas de matrizes vegetais, com intuito de facilitar a extração através da cavitação gerada na parece celular da matriz pelas ondas ultrassônicas. Desse modo, o objetivo deste estudo foi obter um concentrado proteico do BM através da extração assistida por US seguido com o método de precipitação no ponto isoelétrico, e caracterizar o concentrado quanto à sua composição química, propriedades funcionais, digestibilidade proteica e estabilidade térmica. O ponto isoelétrico das proteínas do BM foi determinado em pH 3. Através de um planejamento experimental DCC 2 3 , os parâmetros da sonda ultrassônica como pré-tratamento do BM, para maximizar a extração de proteínas, foram padronizados em tempo de extração de 10 min, potência do equipamento de 550 W e razão sólido:solvente (p v -1 ) em 1:45. Por meio das imagens obtidas pela microscopia eletrônica de varredura do BM pós US, observou-se o rompimento de sua estrutura fibrosa. Após a extração assistida por US, as proteínas foram concentradas e liofilizadas. O concentrado proteico obtido apresentou um teor de 48,3 ± 0,8% de proteínas, com rendimento em massa de 30,5% e rendimento da extração de 62,7%, sendo que a maior fração proteica do concentrado foram as gluteninas. A solubilidade proteica alcançou 90,1 e 86,2% em pH 2 e 10, respectivamente. O índice de emulsificação em pH 10,0 foi de 72,9 m2 g - 1 A capacidade de retenção de água (8,89 ± 0,27 g g-1 ) foi maior que a capacidade de retenção de óleo (6,56 ± 0,76 g g-1 ), indicando que o ultrassom causou mudanças conformacionais que pode ter exposto grupos hidrofílicos da proteína. A capacidade de formação de espuma foi de 42,5 ± 2,3% e a estabilidade da espuma de 98,4 ± 1,6%. A digestibilidade do concentrado proteico apresentou 86,6 ± 2,3%, indicando ser uma ótima fonte de proteína vegetal para alimentação humana, visto que este grupo de proteínas apresentam baixa digestibilidade quando comparada às proteínas lácteas, por exemplo. A entalpia de desnaturação de 49,63 J g-1 , indica uma boa estabilidade térmica. O pré-tratamento do BM com ultrassom pode melhorar a extração proteica, diminuindo o tempo de extração e o uso de reagentes. Além disso, o concentrado proteico apresentou boas propriedades funcionais, facilitando a introdução e o uso deste tipo de proteína na indústria de alimentos.
- ItemPurificação de xilanases de Aureobasidium pullulans CCT 1261 e sua aplicação na produção de xilo-oligossacarídeos(2021) Corrêa Junior, Luiz Cláudio Simões; Kalil, Susana Juliano; Burkert, Janaina Fernandes de MedeirosEnzimas xilanolíticas estão envolvidas na hidrólise da xilana, sendo que as principais incluem as endo-β-1,4-xilanases (xilanases) e β-xilosidases. Estas podem ser aplicadas na bioconversão de materiais lignocelulósicos em produtos de valor agregado, como xilo-oligossacarídeos (XOs). Os XOs são oligossacarídeos que apresentam atividade prebiótica, sendo obtidos preferencialmente por hidrólise enzimática. A produção de xilanases por leveduras merece destaque, pois são secretadas enzimas com alta atividade de endo-β-xilanases e baixa de βxilosidases, característica desejável para a produção de XOs. Técnicas de purificação podem ser aplicadas para separação destas enzimas, de forma a favorecer a produção de XOs pela atenuação da produção de xilose. Este trabalho teve por objetivo estabelecer um protocolo para purificação de xilanases de Aureobasidium pullulans, bem como caracterizar e aplicar o extrato enzimático purificado na produção de XOs. Os cultivos para produção da enzima foram realizados em frascos Erlenmeyer aletados com 147 mL de meio estéril (pH 7.0) contendo (g/L) farelo de arroz (61,9), extrato de levedura (1,5) e (NH4)2SO4 (3,6), além de 3 mL de inóculo. Os frascos foram mantidos sob agitação orbital (150 rpm) e a 28 °C por 72 h. As técnicas de purificação da enzima estudadas foram a precipitação com sulfato de amônio (NH4)2SO4 e etanol em diferentes concentrações, em um único estágio e de forma fracionada (dois ou mais estágios). A enzima purificada foi caracterizada em termos do pH e temperatura ótimo, efeito de íons metálicos na atividade, parâmetros cinéticos, estabilidade térmica e em relação ao pH. A produção de XOs foi realizada a 45 °C, 3 % (m/v) de xilana de faia, pH 4,5, relação enzima:substrato 200 U/g, 180 rpm, por 24 h. Nestas condições de hidrólise foi avaliado o efeito de íons Ca2+ . A purificação da xilanase por precipitação fracionada (0-20/20-60 %) com (NH4)2SO4 foi mais eficiente, com fator de purificação (FP) 10,27 vezes e recuperação da atividade enzimática de 48,6 % que a precipitação fracionada com etanol (FP = 5,54 e recuperação da atividade enzimática de 43,01 %). A xilanase purificada exibiu temperatura e pH ótimos de 50 °C e 4,5, respectivamente. A constante de Michaelis-Menten para a enzima purificada foi de 74,9 mg/mL. A adição dos sais CaCl2, ZnCl2 e FeCl3 no meio reacional promoveu o aumento da atividade, sendo que o Ca2+ (10 mmol/L) destacou-se entre os demais pois aumentou a atividade da xilanase em 44 %. A xilanase purificada com sal apresentou maior estabilidade térmica a 45 °C e pH 4,5 com meia-vida (t1/2) de 169 h. Nestas condições e na presença de íons Ca2+ (10 mmol/L) a enzima foi ainda mais estável (t1/2= 231 h). Nas reações de hidrólise os teores de XOs totais (6,7 mg/mL) e a conversão da xilana em XOs (22,3 %) não apresentaram diferenças significativas (p>0,05) entre 2 e 24 h de processo. Os hidrolisados apresentaram composição majoritária de xilobiose, xilotriose e xilose. A adição de íons Ca2+ não contribuiu para o aumento do conteúdo de XOs totais nem para maior conversão de xilana em XOs, porém o hidrolisado apresentou menor conteúdo de xilose e maior de xilobiose em 24 h.
- ItemDesenvolvimento de nanocápsulas à base de quitosana e gelatina para o carreamento de licopeno(2021) Rojas, Corina Estefania Berrocal; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaOs alimentos funcionais possuem propriedades benéficas à saúde além de seus benefícios nutricionais. Dentre eles, o licopeno age como composto bioativo importante. O licopeno é um carotenoide com propriedades antioxidantes, antimicrobianas, antitumorais e anti-inflamatórias relacionado com a prevenção de doenças cardiovasculares e tumores. No entanto, esses compostos são instáveis e degradados facilmente quando expostos à luz, aquecimento/resfriamento, oxigênio e enzimas. Nesse sentido, é importante encontrar novos sistemas carreadores que preservem as propriedades dos compostos bioativos. A nanoencapsulação utilizando quitosana como material de parede é promissora, devido às suas propriedades biodegradáveis, biocompatíveis, atóxicas, antimicrobianas e mucoadesivas. Além disso, a redução da massa molar da quitosana gera a redução da viscosidade e alteração na sua solubilidade, tornando-se interessante para o desenvolvimento de nanocápsulas. A gelatina tipo B é uma proteína, a qual resulta da hidrólise incompleta do colágeno, possui ponto isoelétrico entre pH 4,8 - 5,2 e apresenta caráter aniônico. Esta última caraterística é interessante para a interação química com um biopolímero policatiônico, como a quitosana. Por esta razão, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema de nanoemulsão para nanoencapsular licopeno, utilizando como materiais de parede a quitosana despolimerizada oxidativamente e a gelatina tipo B, e caracterizar as nanocápsulas. As pastas de tomate italiano in natura foram utilizadas para a extração de licopeno. A quitosana foi obtida a partir dos resíduos de camarão; após, foi submetida à despolimerização pela via oxidativa. As nanocápsulas foram desenvolvidas com o método de emulsificação. Foram avaliadas diferentes massas molares de quitosana (50, 100, 150 e 200 kDa) e, os outros fatores foram fixados, concentração de quitosana e gelatina (0,55 % m/v), taxa de agitação (10.000 rpm) e concentração de bioativo (2 % v/v). O efeito da massa molar de quitosana foi avaliado nas características das nanocápsulas. As nanocápsulas foram avaliadas quanto à eficiência de encapsulação, estabilidade físico- química (tamanho da cápsula, potencial Zeta) estabilidade da atividade antioxidante (método ABTS). Os resultados demonstraram que todas as nanoemulsões apresentaram alta eficiência de encapsulação (≥96,73%) e permaneceram estáveis por 30 dias sem separação de fases. A quitosana de baixa massa molar (50 kDa) apresentou a melhor estabilidade estérica ao longo de 30 dias (338 a 390 nm). Além disso, todas as nanoemulsões preservaram a atividade antioxidante do licopeno (~ 59-76%).
- ItemDesenvolvimento de embalagens ativas e biodegradáveis adicionadas de óleos essenciais(2021) Acosta, Patricia Pinheiro dos Santos; Martins, Vilásia GuimarãesA busca por embalagens sustentáveis, tem levado a procura por novos materiais e tecnologias para a elaboração de embalagens ativas e biodegradáveis, que atendam às necessidades do mercado, do consumidor e do meio ambiente. Embalagens produzidas a partir de polímeros naturais com excelentes propriedades formadoras de filmes, podem se transformar em embalagens ativas quando compostos ativos são incorporados em sua matriz polimérica. Filmes ativos e biodegradáveis foram produzidos utilizando 1 e 1,5% (m/v) de metilcelulose, e 6,5 e 7% (m/v) de colágeno, contendo óleos essenciais de canela (Cinnamomum cassia), litsea cubeba (Litsea cubeba) e tomilho (Thymus vulgaris) nas concentrações de 0,25% e 0,5% (v/v). Os filmes elaborados com os óleos essenciais se apresentaram visualmente contínuos e homogêneos. Os filmes preparados, foram caracterizados quanto as suas propriedades mecânicas, de barreira, térmicas e morfológicas. A bioatividade dos óleos essenciais e dos filmes foram avaliadas pelas análises das atividades antibacteriana para Staphylococcus aureus e Escherichia coli e antioxidante (DPPH, ABTS e poder redutor). A biodegradabilidade em solo dos filmes produzidos também foi avaliada. Os filmes de colágeno apresentaram uma melhora nas propriedades mecânicas e de barreira, com a redução da permeabilidade ao vapor d’agua e da solubilidade quando comparados ao padrão. Nos filmes de metilcelulose houve pequena melhoria nas propriedades de barreira e redução nas propriedades mecânicas quando se adicionou os óleos essenciais. As análises de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (TGA), mostraram um aumento na estabilidade térmica em todos os filmes após a incorporação dos óleos essenciais e redução na perda de massa nos filmes de colágeno com o óleo de litsea cubeba (FC2-L1) e a metilcelulose com óleo de canela (FM2- C1). As imagens por MEV mostraram superfícies lisas e homogêneas em todos os filmes. Os filmes FC2-L1 e FM2-C1 apresentaram maior atividade antibacteriana contra Staphylococcus aureus e Escherichia coli e excelente atividade antioxidante contra o radical ABTS quando comparados aos demais filmes avaliados. O filme de colágeno com óleo de tomilho (FC1-T2) apresentou 81,7% de inibição contra o radical ABTS. O tempo de biodegradação total em solo de areia preta e areia de praia foi no máximo de 20 dias para todos os filmes produzidos. Os filmes que apresentaram maior potencial para se tornarem embalagens ativas e biodegradáveis foram os FC1-T2 e FM1-L2 como embalagens antioxidantes e FC2-L1 e FM2-C1 como embalagens antibacterianas.
- ItemNanofibras poliméricas com corantes naturais como indicadores colorimétricos de pH(2020) Terra, Ana Luiza Machado; Morais, Michele Greque de; Moreira, Juliana BotelhoAs pesquisas para desenvolvimento e aplicação da nanotecnologia na ciência de alimentos vem avançando a fim de assegurar a qualidade dos produtos alimentícios. A nanotecnologia pode ser aplicada à indústria de alimentos para produção, processamento, armazenamento e controle de qualidade dos alimentos. Os nanomateriais têm sido utilizados para produção de embalagem inteligente na detecção de alterações que comprometem a qualidade dos alimentos. Nanoindicadores e nanodispositivos são sistemas inteligentes de embalagem que permitem sinalizar possível contaminação microbiológica e variações nos parâmetros físicoquímicos de alimentos de forma dinâmica e sensível. Esses nanomaterias podem ser produzidos a partir de nanofibras as quais vão monitorar a qualidade físico-química do produto, garantindo alimentos seguros e livres de contaminações, aumentado assim a aceitabilidade do alimento pelo consumidor. Neste contexto, este trabalho descreve o desenvolvimento e avalição de nanofibras poliméricas adicionadas de corantes naturais como curcumina, quercetina e ficocianina com potencial aplicação como indicadores de tempo-pH, para monitoramento da qualidade de alimentos. As nanofibras foram desenvolvidas a partir da técnica de electrospinning com soluções poliméricas de 13% (m v-1) de poliprolactona (PCL) e 6% (m v-1) de poli (óxido de etileno) (PEO) em clorofórmio e água destilada (8:2). Os corantes naturias adicionados foram curcumina, quercetina ou ficocianina nas concentrações de 2, 3 e 4% (m v-1 ). Soluções com 2% (m v-1) de curcumina com adição de 0,5, 1 e 2% (m v1 ) de ficocianina e, 2% (m v-1) de quercetina com adição de 0,5, 1 e 2% (m v-1) de ficocianina também foram preparadas. As nanofibras foram avaliadas quanto aos parâmetros físicoquímicos das nanofibras obtidas, como diâmetro médio, viscosidade, transições endo e exotérmicas e molhabilidade. Também foram avaliados o potencial de irreversibilidade da coloração, eficiência de cor e cinética de variação de cor (ΔΕ) que foi realizada por 24 h, utilizando soluções tampão (pH 2 ao 7). O diâmetro médio das nanofibras foram de 691,2 ± 122,6 nm, sendo que o menor foi obtido na condição com 2% (m v-1) de curcumina, 550 ± 117 nm. A análise de molhabilidade mostrou que a nanofibra com 2% (m v-1) de ficocianina apresentou caráter hidrofóbico, 95,4 ± 0,2o , o que pode ter influenciado na obtenção dos melhores resultados de eficiência de cor onde, pois após 20 h de análise a coloração mantevese estável. O indicador com 2% (m v-1) de ficocianina também apresentou resultados superiores de variação de cor, ente 15,5 a 21,4, nas faixas de pH 3 ao 6 quando comparado aos valores obtidos com o indicador de curcumina com 0,5% (m v-1) de ficocianina. Em testes de irreversibilidade da cor essa condição não retrocedeu para a coloração inicial, após aproximadamente 10 min de análise, confirmando que os indicadores não podem sofrer adulterações. Com estes resultados, as nanofibras de 13% de PCL e 6% de PEO contendo 2% (m v-1) de ficocianina mostrou ser alternativa promissora para aplicação como indicadores de tempo-pH, em embalagens para o monitoramento da viabilidade de alimentos perecíveis.
- ItemPré-tratamentos físico e enzimático para valoração das proteínas do farelo de arroz desengordurado(2020) Leal, Francisco Henrique Pereira Neves; Furlong, Eliana Badiale; Mendes, Gabriela da Rocha LemosO arroz, cereal que está presente na alimentação de mais da metade da população mundial, apresenta em sua composição aminoacídica o segundo maior conteúdo de lisina além de possuir proteínas hipoalergênicas. O farelo de arroz, subproduto do beneficiamento do arroz, é rico em nutrientes: proteína, fibra dietética, vitaminas do complexo B, ácidos graxos insaturados, minerais e fitoquímicos com propriedades nutracêuticas que agregam valor em formulações alimentícias. Para recuperação das proteínas presentes na matriz, podem ser aplicados prétratamentos como a hidrólise utilizando enzimas do complexo celulolítico; elas são promissoras para a hidrólise do material lignocelulósico e maior disponibilização de proteínas para extração. Como pré-tratamento físico destaca-se a extrusão que altera principalmente a conformação das proteínas contidas no material, promovendo um aumento de sua solubilidade e tornando-as mais propícias à extração. O objetivo do estudo foi obter concentrados proteicos de farelo de arroz desengordurado utilizando pré-tratamento físico de extrusão, pré-tratamento enzimático e a combinação de ambos; comparar suas propriedades nutricionais, tecnológicas e a viabilidade econômica do processo, visando aplicação na formulação de alimentos. As melhores condições para atuação do complexo celulolítico no farelo de arroz foram obtidas por planejamentos experimentais, valores de pH 3,8 e temperatura 55 °C; a hidrólise em batelada por 96 h foi responsável por proporcionar uma maior recuperação das proteínas em relação a batelada simples por 80 min. O pré-tratamento de extrusão resultou em um concentrado proteico com alto teor protéico (72,9%), recuperação de72,0%, maior conteúdo de aminoácidos totais (97,3gaa/100gproteína) e aminoácidos essenciais (28,7gaa/100gproteína), dispersibilidade (97,3%) e digestibilidade (65,6%). O pré-tratamento enzimático resultou em um concentrado proteico com a melhor CAO (5,8góleo/gamostra), maiores EE10 (15,5 min) e EE30 (12,0 min), aumento significativo na Turbidez, CAA, FE e EFE; porém a combinação dos pré-tratamentos enzimático e físico aumentou o teor proteico do concentrado (69,6%), melhorou o rendimento de extração (72,0%), teve o maior efeito positivo na CAA (4,6gágua/gamostra), Turbidez (3,5), FE (120,5%), EFE (41,5 mL) e ainda contribuiu para aumento da digestibilidade (67,2%). O concentrado obtido pela combinação dos processos foi o que apresentou as melhores propriedades tecnológicas e o concentrado obtido por pré-tratamento enzimático como o melhor concentrado para formulações aonde CAO e EE sejam altas. A viabilidade econômica indica que o projeto de implantação de uma linha industrial para obtenção de concentrados proteicos pré-tratados previamente com processos físicos e/ou enzimáticos pode ser lucrativo com um valor de investimento com alta taxa de payback e que apresenta poucos riscos, uma vez que na sua pior hipótese apresenta um retorno máximo de 1 ano. O custo comercial do kg dos quatro concentrados proteicos obtidos é competitivo com o preço dos produtos disponíveis atualmente no mercado.
- ItemProdução de macromoléculas a partir do cultivo de Spirulina sp. LEB 18 em duplo estágio com limitação de nitrogênio(2020) Kosinski, Roberta da Costa; Morais, Michele Greque de; Moreira, Juliana BotelhoAs microalgas viabilizam o desenvolvimento de novos produtos a partir da síntese de macromoléculas aplicadas no setor alimentício, farmacêutico e de cosméticos. Quando a microalga é submetida a condições de estresse pode acumular lipídios, carboidratos e biopolímeros. Esta produção pode ser elevada pela realização do cultivo em duplo estágio. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a estratégia de duplo estágio em cultivo de Spirulina sp. LEB 18 visando elevadas produtividades de biomassa e macromoléculas. Os experimentos foram realizados em fotobiorreatores fechados do tipo tubular de 2 L, utilizando a microalga Spirulina sp. LEB 18 com 0,5 g L -1 de concentração inicial de biomassa. Os cultivos foram realizados a 30 ºC em câmera termostatizada, fotoperíodo de 12 h claro/escuro e luminosidade de 41,6 µmol fótons m-2 s -1 . Os experimentos foram realizados em triplicata por 20 d, com cultivo em duplo estágio, em que no primeiro estágio foi utilizado o meio Zarrouk modificado, contendo 50% de carbono (NaHCO3, 8,4 g L-1 ) e 100% de nitrogênio (NaNO3, 2,5 g L-1 ). Após, as células foram lavadas com água estéril por centrifugação para substituição do meio de cultivo. O meio contendo 10% de nitrogênio (NaNO3, 0,25 g L-1 ) e 50% de carbono foi adicionado para iniciar o segundo estágio no 5º, 10º ou 15º d de cultivo. Também foi avaliado a adição de meio com ausência de nitrogênio nestas mesmas condições. A cada 5 d foi analisada a composição da biomassa referente aos carboidratos, lipídios, proteínas e PHB. Para os ensaios com meio contendo 10% de nitrogênio, a estratégia do cultivo em duplo estágio proporcionou maior crescimento a microalga, atingindo 2,77 g L-1 no ensaio com redução de nitrogênio no 15º d. O maior teor de carboidratos (0,54 g L-1 ) foi obtido no cultivo com 10% de nitrogênio no 10º ou 15º d, cultivado por 20 d, e a maior concentração de lipídios (0,62 g L-1 ) produzida no ensaio com redução de nitrogênio no 5º d, por 15 d. O maior teor proteico (1,60 g L-1 ) foi obtido no ensaio com redução de nitrogênio no 15º d, cultivado por 20 d. A síntese de PHB foi influenciada pela disponibilidade de nitrogênio no meio, atingindo 0,39 g L-1 no 20º d do ensaio com redução de nitrogênio no 5º d. Para os ensaios com ausência de nitrogênio no segundo estágio, a maior concentração de biomassa (3,1 g L-1 ) foi obtida no ensaio sem nitrogênio a partir do 15º d. A melhor condição para produção de carboidratos (0,84 g L-1 ) foi o cultivo com ausência de nitrogênio no 10º d, por 20 d, enquanto que, o maior rendimento de proteínas (1,6 g L -1 ) e lipídios (0,66 g L-1 ) foi obtido no ensaio com restrição de nitrogênio no 15º d, cultivado por 15 e 20 d, respectivamente. Portanto, a estratégia de duplo estágio aliada a redução da fonte de nitrogênio maximiza o crescimento microalgal e a composição da biomassa, promovendo maior produção de macromoléculas.
- ItemDesenvolvimento de balas de goma enriquecidas com Spirulina e açaí(2020) Paternina, Laura Patricia Rivera; Costa, Jorge Alberto Vieira; Moraes, LuizaA demanda por alimentos saudáveis e nutritivos que forneçam compostos benéficos para a saúde humana está em crescimento. As balas de goma destacam-se por sua possibilidade para o enriquecimento e adição de diferentes compostos, no entanto, possuem valor nutricional reduzido. A inserção de polióis para a substituição de açúcares, e a inclusão do açaí e Spirulina como potenciais ingredientes de elevado valor nutricional, fonte de pigmentos naturais e compostos bioativos associados a benefícios à saúde, promove o desenvolvimento de produtos saudáveis dentro da indústria da confeitaria. Diante do exposto, o presente trabalho teve por objetivo desenvolver balas de goma livres de corantes artificias, sem adição de açúcar, enriquecidas com polpa de açaí liofilizada e Spirulina sp. LEB 18. Assim, 9 formulações foram desenvolvidas: 3 enriquecidas com Spirulina sp. LEB 18 nas concentrações de 1 %, 3 % e 5 %; 3 adicionadas com polpa de açaí liofilizada nas concentrações de 1 %, 3 % e 5 %, e 3 contendo suas misturas: (1) 3 % de açaí e 1% de Spirulina; (2) 1 % de açaí e 3 % de Spirulina; (3) 2 % de açaí, 2 % de Spirulina, além do respectivo controle (sem Spirulina sp. LEB 18 e açaí). As balas foram avaliadas quanto suas características nutricionais (proteínas, lipídios, cinzas, carboidratos), físicas (parâmetros de textura e cor), funcionais (compostos fenólicos e atividade antioxidante) e sensoriais (cor, sabor, textura, aceitação global e intenção de compra). Os resultados mostram o maior aumento proteico (36 %) nas balas de goma enriquecidas com 5 % de biomassa de Spirulina sp. LEB 18, além da presença de compostos fenólicos (0,081 mg GAE g-1 ) e atividade antioxidante (11,5 % inibição do radical DPPH). As balas de goma com 3 % de polpa de açaí liofilizada apresentaram 1,4 % de lipídios na formulação, além de compostos fenólicos (0,190 mg GAE g-1 ) e 27,0 % de inibição do radical DPPH. Após a inclusão conjunta das matrizes alimentares, foi verificado efeito sinérgico no conteúdo de compostos fenólicos e atividade antioxidante nas balas de goma. As balas de goma enriquecidas com 1 % de polpa de açaí liofilizada e 3 % de biomassa de Spirulina reportaram 0,195 mg GAE g-1 de compostos fenólicos e aumento de 16,8 % no conteúdo de proteína, além de conferir maior poder antioxidante (43,5 % inibição radical DPPH), em relação à ação das matrizes alimentares adicionadas de forma individual. A totalidade das formulações destacadas apresentaram diferenças significativas nos parâmetros de textura, no entanto, estas não influenciaram as características finais do produto, o qual foi demostrado a partir da obtenção de índice de aceitabilidade superior a 70 % na avaliação sensorial para todas estas formulações. Os parâmetros da cor foram influenciados significativamente, verificando-se o potencial de Spirulina e açaí como pigmentos naturais para a substituição de corantes em alimentos. Concluiu-se que a biomassa de Spirulina e a polpa de açaí liofilizada podem ser utilizados na fabricação de balas de goma, como alternativas para o desenvolvimento de produtos de confeiteira mais saudáveis e nutritivos, sendo possível potencializar os seus benefícios quando utilizados em conjunto.
- ItemUtilização de efluentes da combustão do carvão mineral no cultivo de microalgas e produção de biofertilizante(2020) Fanka, Letícia Schneider; Costa, Jorge Alberto Vieira; Rosa, Gabriel Martins daA produção de microalgas vem sendo estudada para diversas aplicações, como produção de alimentos, energia, fixação de dióxido de carbono e biofertilizantes. Entretanto, os elevados custos com nutrientes para o cultivo destes micro-organismos podem gerar impasse e dificultar a ampliação de escala. Neste contexto, o objetivo desta dissertação foi cultivar cianobactérias em condições outdoor e menor concentração de nutrientes, selecionando as condições de cultivo para obtenção de biofertilizante de microalgas, cultivadas com gás de combustão simulado e cinzas, para aplicação em cultura de rúcula. Para isso, inicialmente foram utilizados os meios de cultivo Zarrouk, BG-11 e Zarrouk modificado (com redução nas concentrações de nutrientes do meio original) no cultivo outdoor, em biorreatores abertos tipo Raceway de 6 L, com as cianobactérias Spirulina sp. LEB 18 e Synechococcus nidulans LEB 115. Posteriormente, a continuidade do trabalho ocorreu com a produção de biofertilizante de solo para o cultivo de rúcula (Eruca vesicaria ssp. sativa) a partir da biomassa de ambas as cepas estudadas, cultivada em meio de cultivo Zarrouk modificado, condições outdoor, biorreatores Raceway, com adição de gás de combustão simulado (contendo 10% de CO2, 100 ppm de NO2 e 40 ppm de cinzas). Na primeira etapa, os cultivos com meio Zarrouk modificado proporcionaram para Spirulina sp. LEB 18, o menor tempo de geração (2,10 d) e aumento de 226 % na concentração de carboidratos na biomassa obtida em relação a produzida em meio de cultivo Zarrouk padrão, assim como foi obtida a maior produtividade de biomassa de Synechococcus nidulans LEB 115 (0,19 g L-1 d -1 ) e aumento na concentração de carboidratos em 160 %. Na segunda etapa foi verificada produtividade similar entre as duas cepas estudadas (~0,10 g L-1 d -1 ), incremento significativo na concentração média de proteínas na biomassa de Spirulina sp. LEB 18 mantida úmida (51,4 % m m-1 ) e carboidratos na biomassa liofilizada (51,7 % m m-1 ). Nessa etapa, a combinação da biomassa úmida de Spirulina sp. LEB 18 produzida, combinada com 10% de fertilizante químicos (NPK), promoveu crescimento de rúcula em 2,65 cm (14% menor em relação a cultivo com 100 % de NPK). Os resultados obtidos neste trabalho demonstraram o potencial para a produção de biomassa microalgal em cultivo outdoor com redução nutricional, assim como para a produção de biomassa, nessas condições e com efluentes da geração termelétrica, como alternativa na diminuição do uso de fertilizantes químicos para o cultivo de vegetais superiores.
- ItemCampos magnéticos aplicados em cultivos com Phaffia rhodozyma: avaliação do crescimento, produção de carotenoides e extração com ruptura química(2020) Silva, Pedro Garcia Pereira da; Santos, Lucielen Oliveira dos; Burkert, Janaina Fernandes de MedeirosOs carotenoides constituem um grupo de pigmentos naturais de coloração amarela, laranja e vermelha que possuem importante atividade biológica devido as suas propriedades antioxidantes. Com a crescente demanda por tais compostos para serem utilizados em produtos alimentícios, farmacêuticos, cosméticos e rações, o interesse nos carotenoides naturalmente obtidos por processos biotecnológicos vem aumentando. A levedura Phaffia rhodozyma se destaca como produtora de carotenoides, onde seu conteúdo pode ser aumentado através da estimulação da síntese com a aplicação de campos magnéticos (CM). Desta forma o objetivo deste estudo foi avaliar a influência dos campos magnéticos no cultivo de P. rhodozyma NRRL Y-17268 e o processo de extração de carotenoides por ruptura química. Primeiramente a aplicação do CM durante o cultivo do inóculo foi avaliada, sendo testadas as condições de 0 mT (controle) e 30 mT. Obteve-se aumento de 12,8% na concentração celular em 24 h no cultivo com a aplicação de CM em relação ao ensaio controle, sendo padronizada como melhor alternativa para o cultivo do inóculo. Desta forma nos ensaios posteriores o cultivo do inóculo foi feito em frascos agitados, caldo YM (yeast extract – malt extract), 25 °C, 150 rpm, 24 h, sob ação de 30 mT. Já os cultivos para a produção de carotenoides foram feitos em frascos agitados orbitalmente (500 mL) com 225 mL do meio YM, pH inicial 6,0, 10% de inóculo (108 cél mL-1), 25 ºC, 180 rpm por 168 h. Nesta etapa foram testados diferentes tempos de exposição ao CM (30 mT) ao longo de 168 h de cultivo e ensaio controle (sem a aplicação do CM). Em todos os cultivos foram determinados o pH e as concentrações de biomassa, açúcares redutores e carotenoides. Para a extração dos carotenoides da biomassa foi realizada a ruptura química das células utilizando dimetilsulfóxido (DMSO) e posteriormente a extração dos carotenoides com acetona e hexano obtendo-se os extratos carotenogênicos. Sendo que os melhores resultados de concentração de biomassa (7,23 ± 0,33 g L-1), carotenoides volumétricos (1189,81 ± 26,18 µg L-1) e produtividade em carotenoides (12,39 ± 1,11 µg L-1 h-1) foram alcançados em 96 h quando o CM foi aplicado durante todo o cultivo. Nesta condição a concentração volumétrica de carotenoides foi 42,9% maior que o ensaio controle. Após determinadas as melhores condições de cultivo foram avaliadas diferentes formas de extração por ruptura química e pré-tratamentos na biomassa para melhorar o processo de extração dos carotenoides. Nos ensaios de ruptura celular seguida de extração (3 repetições) utilizando biomassa que foi seca (24 h) e congelada (24 h) foi possível observar concentração volumétrica de carotenoides de 1620,39±59,34 µg L-1. Esses resultados nos permitem concluir que após serem definidas as melhores condições de cultivo com CM, pré-tratamento da biomassa e extração de carotenoides, foi possível reduzir o tempo total de processo em escala laboratorial em 120 h em relação a metodologia atualmente utilizada pelo grupo de pesquisa.