EQA - Escola de Química e Alimentos
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- ItemEfeito da presença de tricotecenos durante a etapa de mosturação do processo cervejeiro(2018) Remedi, Rafael Diaz; Garda-Buffon, JaquelineA cerveja é a bebida alcoólica mais consumida mundialmenteedentre os insumos utilizados na sua produção destaca-se o malte de cevada. Os fungos das espéciesFusarium, são potenciaisagentes contaminantes desses grãos e quando submetidos a condições de estresse podem produzir micotoxinas, metabólitossecundários que apresentam efeitos patológicos em animais e humanos. Dentre as micotoxinas detecta-se o Deoxivalenol (DON), tricoteceno com maior ocorrência e o 15-acetil-deoxivalenol (15-ADON) forma acetilada do DON. Durante o processo cervejeiro a redução dos níveis de micotoxinas já foi observada na etapa de mosturação, entretanto não há estudos que evidenciem o motivo dessa redução.Além disso, sabe-se que a atividade das enzimas amilolíticas pode ser afetada pela presença de alguns tricotecenos.Dessaforma, o presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da concentração dos tricotecenos DON e 15-ADON na atividade das enzimas hidrolíticas envolvidas na etapa de mosturaçãocomo também a ação enzimática relacionada a redução da concentração destas micotoxinas.Para a etapa de mosturação, foi utilizado cevada maltada na concentração de0,2 kg L-1e três rampas de temperaturas (50, 60 e 70 °C) referente as enzimas hidrolíticas, proteases, β-amilase e α-amilase, respectivamente. O extrato enzimático obtido de cada temperatura foi avaliado quanto a sua atividade em meio sintéticona presença das micotoxinas DON e 15-ADON e na ausência de contaminação. Também foi avaliado a concentração das micotoxinas durante a ação enzimática. Os resultados evidenciaram que a presença dos tricotecenos, DON e 15-ADON, retarda e altera a atividade máxima de cada enzima. A redução da concentração 15-ADON pela ação das enzimas foi observada (p<0,05), apresentando valores abaixo do limite de detecção do método quando a concentração inicial foi de 0,23 μg mL-1e 74, 72 e 92 % para 0,85 μg mL-1quando sob ação das enzimas proteolíticas, β-amilases e α-amilases respectivamente. Para o tricoteceno DON não foi observado redução da concentração pela ação das enzimas. Em contrapartida, sua concentração foi incrementada cerca de 45, 30 e 8% pela ação das enzimas proteolíticas, β-amilases e α-amilases respectivamente. Logo, mesmo que o malte apresente a concentração dessa toxina abaixo do limite máximo estabelecido pelos órgãos fiscalizadores, nada garante que o produto final não apresente maiores concentrações da mesma. Diante do exposto, a mosturação cervejeira mostrou-se um método promissor para redução da micotoxina 15-ADON, mas não foi eficaz na redução da concentração de DON. Além disso, a contaminação de micotoxina durante a mosturação pode afetar a atividade enzimática e com isso modificar o rendimento do processo, causando assim perdas econômicas ou alterações no produto.
- ItemEfeito da presença de tricotecenos durante a etapa de mosturação do processo cervejeiro(2018) Remedi, Rafael Diaz; Buffon, Jaqueline GardaA cerveja é a bebida alcoólica mais consumida mundialmente e dentre os insumos utilizados na sua produção destaca-se o malte de cevada. Os fungos das espécies Fusarium, são potenciais agentes contaminantes desses grãos e quando submetidos a condições de estresse podem produzir micotoxinas, metabólitos secundários que apresentam efeitos patológicos em animais e humanos. Dentre as micotoxinas detecta-se o Deoxivalenol (DON), tricoteceno com maior ocorrência e o 15-acetil-deoxivalenol (15-ADON) forma acetilada do DON. Durante o processo cervejeiro a redução dos níveis de micotoxinas já foi observada na etapa de mosturação, entretanto não há estudos que evidenciem o motivo dessa redução. Além disso, sabe-se que a atividade das enzimas amilolíticas pode ser afetada pela presença de alguns tricotecenos. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da concentração dos tricotecenos DON e 15-ADON na atividade das enzimas hidrolíticas envolvidas na etapa de mosturação como também a ação enzimática relacionada a redução da concentração destas micotoxinas. Para a etapa de mosturação, foi utilizado cevada maltada na concentração de 0,2 kg L-1 e três rampas de temperaturas (50, 60 e 70 °C) referente as enzimas hidrolíticas, proteases, -amilase e -amilase, respectivamente. O extrato enzimático obtido de cada temperatura foi avaliado quanto a sua atividade em meio sintético na presença das micotoxinas DON e 15-ADON e na ausência de contaminação. Também foi avaliado a concentração das micotoxinas durante a ação enzimática. Os resultados evidenciaram que a presença dos tricotecenos, DON e 15-ADON, retarda e altera a atividade máxima de cada enzima. A redução da concentração 15-ADON pela ação das enzimas foi observada (p<0,05), apresentando valores abaixo do limite de detecção do método quando a concentração inicial foi de 0,23 µg mL-1 e 74, 72 e 92 % para 0,85 µg mL-1 quando sob ação das enzimas proteolíticas, -amilases e -amilases respectivamente. Para o tricoteceno DON não foi observado redução da concentração pela ação das enzimas. Em contrapartida, sua concentração foi incrementada cerca de 45, 30 e 8% pela ação das enzimas proteolíticas, -amilases e -amilases respectivamente. Logo, mesmo que o malte apresente a concentração dessa toxina abaixo do limite máximo estabelecido pelos órgãos fiscalizadores, nada garante que o produto final não apresente maiores concentrações da mesma. Diante do exposto, a mosturação cervejeira mostrou-se um método promissor para redução da micotoxina 15-ADON, mas não foi eficaz na redução da concentração de DON. Além disso, a contaminação de micotoxina durante a mosturação pode afetar a atividade enzimática e com isso modificar o rendimento do processo, causando assim perdas econômicas ou alterações no produto.
- ItemMigration of mycotoxins into rice starchy endosperm during the parboiling process(Elsevier, 2009) Dors, Giniani Carla; Pinto, Luiz Antonio de Almeida; Furlong, Eliana BadialeConsidering the occurrence of rice contamination by mycotoxins and the increase in rice consumption, the present work had the objective of assessing the migration of mycotoxins into the starchy endosperm during the parboiling process, as to propose conditions that provide lower contamination levels. The newly harvested rice grain sample was examined for the natural occurrence of mycotoxins (aflatoxin B1, aflatoxin B2, deoxynivalenol, ochratoxin A, and zearalenone); only the presence of aflatoxin B1 was found (17 ng/g). The samples were then artificially contaminated with deoxynivalenol and zearalenone, and the parboiling process was conducted according to a 23 factorial planning with central point, having as variables the contamination level deoxynivalenol 720, 1440, and 2160 ng/g, and zearalenone 476, 952, and 1428 ng/g the soaking time (4, 5, and 6 h) and autoclave time (15, 22.5, and 30 min). Mycotoxins aflatoxin B1 (AFA B1), deoxynivalenol (DON), and zearalenone (ZEA) were confirmed and determined through gas chromatography. Findings showed a lower migration trend for AFA B1 under 6 h of soaking and 30 min of autoclaving, for DON under 6 h of soaking regardless of the autoclaving time, and for ZEA under 4 h of soaking and 15 min of autoclaving. This information can contribute to the choice of process parameters that limit the migration of these mycotoxins if they happen in the raw material.
- 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.
- ItemAplicação de peroxidase para degradação de deoxinivalenol(2013) Feltrin, Ana Carla Penteado; Buffon, Jaqueline GardaDeoxinivalenol (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.
- ItemProfile of the Alcohols Produced in Fermentations with Malt Contaminated with Trichothecenes(2003) Reinehr, Christian Oliveira; Furlong, Eliana BadialeIn order to study the influence of mycotoxins on the production of alcohols, a fermentative process on a laboratorial scale was simulated. Malt was contaminated with deoxynivalenol and T-2 in different ratios (up to 500 ppb), according to a 32 factorial design, and the alcohols obtained after the fermentation were determined through gas chromatography. The results showed that trichothecenes influenced the profile of the alcohols produced by Saccharomyces cerevisiae during the fermentative process of malt, especially the profile of methyl and isoamyl alcohols.
- ItemOtimização de metodologia para derivação de desoxinivalenol através de planejamento experimental.(2008) Buffon, Jaqueline Garda; Furlong, Eliana BadialeThe objective of this work was to optimize the derivatization reaction for determining deoxynivalenol (DON) by gas chromatography employing an experimental planning procedure. The factors were: temperature, reaction time, catalyst and trifluoroacetic anhydride concentration. The relative peak areas were used to evaluated the effects. The best conditions for DON derivatization were 200 μL TFAA and 18 mg sodium bicarbonate for 6 min at 74 °C for 7 to 21 μg of DON. Under these conditions, the detection limit was 1.4 μg of DON.
- ItemDeterminação de tricotecenos em cerveja e avaliação de incidência no produto comercializado no Rio Grande do Sul(2004) Buffon, Jaqueline Garda; Macedo, Rejane Martins; Furlong, Eliana BadialeEste trabalho adaptou um método e avaliou os seus indicadores de mérito para determinação de tricotecenos, desoxinivalenol (DON)e toxina T-2, em cervejas comercializadas na região Sul do Rio Grande do Sul, empregando cromatografia gasosa. As adaptações foram realizadas na etapa de extração,purificação, derivação e condições cromatográficas usando amostras de cerveja artificialmente contaminadas,avaliando a adequação do procedimento pela recuperação obtida. Foram estudados os solventes acetonitrila, metanol e cloreto de metileno puro ou em misturas para a etapa de extração. A purificação do extrato foi realizada empregando ou não minicoluna de carvão:alumina:celite (7:5:3). Para a derivação testou-se basicidade do meio (bicarbonato de sódio, piridina), agente acilante (TFAA e HFBI), tempo (30 e 60 minutos) e temperatura (60 e 80ºC). Foram otimizadas as condições cromatográficas em cromatógrafo gasoso equipado com injetor split/splitless e detector de ionização de chama. A melhor recuperação foi obtida quando se empregou partição líquido-líquido com cloreto de metileno, seguida da limpeza em minicoluna e derivação com TFAA e piridina a 60°C durante 60 minutos.A recuperação média foi de 83 e 103% para DON e toxina T-2 respectivamente, para níveis de adição entre 50 e 200ng/mL. O coeficiente de variação assumiu valores de 2% e 4% e limite de detecção de 21 e 60 ng/mL. A aplicabilidade do método foi testada em um levantamento realizado em 72 amostras de cervejas. Destas 9,7% estavam contaminadas, sendo 5,3% com DON (50 a 336ng/mL)e 4,5% com toxina T-2 (114 a 249ng/mL).