EQA - Escola de Química e Alimentos
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Resultados da Pesquisa
- 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.
- ItemCultivo de Spirulina sp. LEB 18 e Chlorella fusca LEB 111 suplementado com os fitohormônios Ácido 3-Indolacético e trans-Zeatina(2019) Silveira, Jéssica Teixeira da; Costa, Jorge Alberto Vieira; Rosa, Ana Priscila Centeno daAs microalgas podem ter sua biomassa utilizada para a alimentação, além de terem potencial industrial para a produção de produtos de alto valor agregado, como ácidos graxos essenciais. Em função disso, a área de biotecnologia microalgal incentiva a busca por novas tecnologias que tornem viáveis a aplicação das microalgas na indústria. Para isso, uma alternativa é a suplementação de fitohormônios nos cultivos microalgais. Esses podem causar efeitos no crescimento e alterar rotas metabólicas de produção de compostos, assim como fazem em plantas. Neste contexto, este trabalho teve o objetivo de avaliar os efeitos da suplementação dos fitohormônios ácido 3-indolacético (AIA) e trans-zeatina (tZ) nos cultivos de Spirulina sp. LEB 18 e Chlorella fusca LEB 111. Para ambas microalgas a suplementação de 0,01; 0,1; 1 e 10 mg L-1 de AIA e tZ foram avaliadas, além de misturas dos dois fitohormônios em diferentes proporções (0,01 tZ: 1 AIA; 0,1 tZ: 01, AIA; 1 tZ: 0,01 AIA mg L-1). Os experimentos foram divididos em grupo GD, no qual foi realizada amostragem diária e grupo G10, com amostragem a cada 10 dias. Os experimentos foram conduzidos indoor em duplicatas por 30 dias, de forma descontínua. As respostas quanto ao crescimento microalgal foram obtidas a partir da quantificação de biomassa e parâmetros cinéticos de crescimento. A caracterização da biomassa foi realizada pela determinação do conteúdo de carboidratos, lipídios, proteínas e perfil proteico. Os resultados obtidos mostraram que os fitohormônios AIA e tZ são eficientes para estimular o crescimento das microalgas Spirulina sp. LEB 18 e Chlorella fusca LEB 111 e versáteis para induzir a produção de biomoléculas de interesse. As concentrações máximas de biomassa foram obtidas para ambas microalgas com condições de suplementação de AIA e menor frequência de amostragem (G10). Nos experimentos com Spirulina a concentração máxima de biomassa foi 3,7 g L-1 com a adição de 1 mg L-1 de AIA. Da mesma forma a suplementação de 0,1 e 1 mg L-1 de AIA nos cultivos de Chlorella teve como resposta aumentos nas concentrações máxima de biomassa (2,2 g L-1). Além disso, o conteúdo de macrocomponentes foi aumentado atingindo valores de até 70% de proteínas (com suplementação de 1 mg L-1 AIA G10), 21% de carboidratos (com adição de10 mg L-1 AIA G10) e 25% de lipídios (com uso de 0,1 mg L-1 AIA GD) nos cultivos de Spirulina. Nos experimentos com Chlorella, as suplementações de 0,1 e 1 mg L-1 de AIA, 0,01 mg L-1 e 0,1 de tZ e a mistura de 0,01 mg L-1 de tZ e 1 mg L-1 de AIA foram eficientes para aumentar o conteúdo de lipídios (34%), proteínas (50%) e carboidratos (32%), respectivamente. Além disso, ao acompanhar a morfologia das células durante os cultivos se observou que os fitohormônios proporcionaram alongamento acentuado nas células de Spirulina. Sendo assim, a suplementação de fitohormônios se mostrou uma alternativa versátil e promissora para aumentar a produção de biomassa e biomoléculas em microalgas, principalmente para aplicação em industrial, pois tem a capacidade de agregar aumento no acúmulo de biomassa e biomoléculas.
- ItemUso de diferentes condições de cultivo para obtenção de biomassa de Spirulina sp. LEB 18 com aplicação de campos magnéticos(2018) Veiga, Mayara Copello; Santos, Lucielen Oliveira dosMicroalgas podem ser consideradas um dos mais eficientes sistemas biológicos de transformação de energia solar em compostos orgânicos. Por apresentar em sua composição aminoácidos essenciais, vitaminas, pigmentos, ácidos graxos poli-insaturados e sais minerais, bem como elevado teor proteico, a adição da biomassa de Spirulina pode ser empregada para melhorar o valor nutricional de produtos alimentícios. A aplicação de campos magnéticos (CM) em cultivos destaca-se devido sua capacidade de interação com funções biológicas dos organismos, através de alterações no crescimento celular. Portanto, o objetivo do estudo foi realizar modificações nas condições de cultivo e aplicar CM no cultivo de Spirulina sp. LEB 18 para obtenção de biomassa com potencial aplicação em suplementos proteicos. Os cultivos foram realizados durante 16 d em fotobiorreatores tubulares verticais de 2 L com volume útil de 1,8 L, mantidos em estufas termostatizadas com fotoperíodo de 12 h (claro/escuro), iluminância de 30 μmol m-2 s-1, aeração de 0,3 vvm e concentração inicial de biomassa de 0,2 g L-1. Avaliou-se nos ensaios a utilização de diferentes temperaturas (30ºC e 35ºC), concentrações de nitrato de sódio (NaNO3) (2,5 g L-1 e 1,875 g L-1) no meio Zarrouk e aplicação de 30 mT e 60 mT, através da fixação de ímãs de ferrite ao redor do fotobiorreator. No cultivo controle, os ímãs foram substituídos por material inerte de mesma dimensão. Durante o cultivo determinou-se concentração de biomassa, pH, parâmetros cinéticos de crescimento e composição proximal da biomassa. Nas melhores condições de cultivo determinou-se a composição proximal, bem como digestibilidade proteica in vitro e solubilidade proteica. Obteve-se maior concentração de biomassa ao utilizar 60 mT, 30ºC e 1,875 g L-1 de NaNO3, sendo esta 27,1 % superior ao cultivo controle. Não houve diferença na concentração de proteínas na biomassa para os ensaios realizados, mas a aplicação de 60 mT reduziu em 247,5 % a concentração de carboidratos. A biomassa com maior digestibilidade proteica in vitro foi encontrada no cultivo controle (78,4 %), porém a maior solubilidade foi encontrada na biomassa obtida no cultivo exposto a 60 mT, sendo 89 % em pH 6. Sendo assim, pode-se concluir que a biomassa obtida no cultivo submetido a exposição de CM é promissora para ser utilizada como ingrediente no desenvolvimento de suplementos proteicos.
- ItemDesenvolvimento de snack enriquecido com Spirulina(2017) Lucas, Bárbara Franco; Costa, Jorge Alberto Vieira; Santos, Thaisa DuarteA demanda por alimentos extrusados de consumo prático “snacks”, está em crescimento devido à variedade de formas, texturas e sabores, além da praticidade no consumo. Entretanto, a maioria dos snacks disponíveis comercialmente possui valor nutricional reduzido. Devido à sua composição química com elevada concentração de nutrientes como proteína altamente digerível, aminoácidos essenciais e minerais, a microalga Spirulina tem sido utilizada como enriquecimento nutricional no desenvolvimento de alimentos. Dentro deste contexto, o presente estudo teve como objetivo determinar a melhor condição de extrusão, nas condições do trabalho, para o desenvolvimento de snack enriquecido com Spirulina sp. LEB 18, a fim de obter produto de elevado valor nutricional e aceitação sensorial. As matérias-primas utilizadas foram farinhas orgânicas de milho e de arroz e Spirulina sp. LEB 18. Os ensaios de extrusão foram realizados em extrusora dupla rosca co-rotativa. Foram extrusados 17 ensaios de acordo com Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) 23 , o qual teve como variáveis independentes a concentração de Spirulina sp. LEB 18, a umidade de alimentação e a temperatura no último estágio da extrusora. As variáveis dependentes avaliadas nos snacks foram concentração de proteína, densidade aparente, índice de expansão, dureza, índice de absorção de água, índice de solubilidade em água e cor. A partir dos resultados foi determinada a melhor condição para obtenção do snack adicionado de Spirulina. Após, realizou-se a extrusão do ensaio obtido na melhor condição e do ensaio controle utilizando os mesmos parâmetros de processo. O snack adicionado da microalga e o controle foram avaliados quanto ao conteúdo nutricional (proteínas, lipídios, cinzas, carboidratos, carotenoides e digestibilidade proteica in vitro), propriedades físicas (índice de expansão, densidade aparente, dureza, índice de absorção em água, índice de solubilidade em água e parâmetros de cor) e sensoriais (aroma, cor, sabor, textura, aceitação global e intenção de compra), além de avaliações na microestrutura e análise microbiológica. Os resultados obtidos no delineamento experimental mostraram que todas as variáveis independentes influenciaram as variáveis respostas. Maiores conteúdos de umidade de alimentação aumentaram a dureza, a densidade aparente e o índice de absorção de água dos snacks. Maiores concentrações de Spirulina sp. LEB 18 produziram snacks com maior conteúdo proteico (11,3 %), variação total de cor e estrutura mais compacta. A melhor condição para desenvolvimento dos snacks foi utilizando concentração 2,6 % de Spirulina sp. LEB 18, umidade de alimentação 16,2 % e 143 oC no último estágio da extrusora. A avaliação nutricional do snack extrusado na melhor condição indicou aumento de 22,6 % em conteúdo proteico, além do incremento de 46,4 % em minerais quando comparado ao controle. Os parâmetros de cor foram influenciados significativamente (p<0,05) pela adição de Spirulina sp. LEB 18. A avaliação da microestrutura mostrou paredes finas, variando de 16,13 a 20,12 µm para o snack com microalga. O índice de aceitação sensorial para o snack enriquecido com Spirulina sp. LEB 18 foi 82 %. Conclui-se que Spirulina sp. LEB 18 pode ser utilizada na concentração de 2,6 %, resultando em snacks com maior conteúdo nutricional e de elevada aceitação sensorial.
- ItemDesenvolvimento de novos alimentos para praticantes de atividade física adicionados ou não de Spirulina(2010) Carvalho, Lisiane Fernandes de; Costa, Jorge Alberto VieiraOs alimentos são essenciais para manutenção do organismo e os nutrientes obtidos através da alimentação dependem da quantidade e diversidade dos alimentos ingeridos. A alimentação, o treinamento físico e o estado de saúde são aspectos fundamentais para o bom desempenho no esporte. Melhorar o desempenho, prevenir doenças, compensar uma alimentação inadequada, prover mais energia, combater a fadiga, melhorar a aparência física e atender à demanda de nutrientes específicos, devido ao intenso nível de atividade física, são as principais razões para justificar o consumo de suplementos, que são destinados a pessoas que não conseguem suprir suas necessidades nutricionais somente com a alimentação. A Spirulina á uma microalga rica em proteína, ácidos graxos, vitaminas, sais minerais e pigmentos, sendo utilizada como suplemento alimentar. Além disso, esta microalga possui o certificado GRAS (Generally Recognized As Safe) podendo ser utilizada como alimento sem oferecer risco à saúde humana. O objetivo deste trabalho foi desenvolver seis alimentos para praticantes de atividade física, adicionados ou não de Spirulina. Foram desenvolvidos, repositor hidroeletrolítico, recuperador muscular e potencializador muscular, todos com e sem adição da microalga. Foram realizadas formulações e análises sensorias regulares até definição da formulação final. Após foram realizadas análises químicas e microbiológicas, como também estimada a vida útil dos produtos desenvolvidos por teste acelerado, através de um modelo matemático que relaciona o aumento de umidade do produto com a taxa de permeabilidade ao vapor de água da embalagem. Todos os alimentos desenvolvidos apresentaram médias de aceitação global satisfatórias, acima de 6,0. As análises microbiológicas realizadas em todos os alimentos desenvolvidos demonstraram ausência de Coliformes a 45°C e Salmonella sp., indicando que os produtos mostraram-se apropriados para consumo humano, de acordo com os padrões legais vigentes. A taxa de permeabilidade de vapor de água obtida para as embalagens de polietileno de alta densidade avaliadas foi 0,8 gH2O.m-2.dia-1 em umidade relativa de 90% a 30°C apresentando alta barreira ao vapor de água. Em relação à vida útil dos alimentos desenvolvidos, estes apresentaram uma estimativa entre 9 e 11 meses. Todos produtos desenvolvidos apresentaram composição que os caracterizam como alimentos para praticantes de atividade física. Com isso, os repositores hidroeletrolíticos podem ser consumidos antes, durante ou após a atividade física, os potencializadores antes e os recuperadores durante e após.
- ItemFixação química e biológica de CO2 utilizadas no cultivo de Spirulina(2014) Rosa, Gabriel Martins da; Costa, Jorge Alberto Vieira; Souza, Michele da Rosa Andrade Zimmermann deO balanço de energia radiativa emitida pelo sol e refletida pela terra está em desequilíbrio nas últimas décadas. Um dos protagonistas deste fato é o aumento das emissões de dióxido de carbono para atmosfera. Com isso, se tem como efeito mais preocupante o aquecimento global que pode causar impactos severos, os quais incluem o derretimento de geleiras polares, morte de corais pelo aquecimento da água, ondas de calor que afetam o setor agrícola e a saúde humana. Na busca por melhores condições ambientais, tem-se destinado pesquisas e projetos em tecnologias de captura e armazenamento de CO2 que incluem a absorção química, separação por membrana, tecnologia de armazenamento subterrâneo e a biofixação de CO2 por microalgas. Esta última apresenta como vantagem a atenuação da concentração de CO2 atmosférico, concomitantemente à produção de metabólitos secundários interessantes, podendo produzir biocombustíveis. O objetivo desta dissertação foi aliar a fixação química e biológica de CO2 em cultivos de Spirulina sp. LEB 18, avaliando o efeito do absorvente químico e do reciclo de meio na biomassa microalgal produzida. Para isso, a microalga foi submetida à seleção de concentração de absorvente químico de CO2 e ao cultivo semicontínuo com reciclo dos nutrientes do meio de cultivo. O trabalho foi dividido em duas etapas correspondendo a dois artigos científicos. Na primeira etapa foram selecionadas as concentrações de monoetanolamina (MEA), avaliando a cinética de crescimento e a produção de proteínas, carboidratos e lipídios. A segunda etapa se deu com a realização de cultivos semicontínuos com adição de MEA (0,20 mmol.L-1 por corte) com concentração celular de corte de 0,5 g.L-1 e fração volumétrica de reciclo de meio de 0,5. Os cultivos foram conduzidos com a cianobactéria Spirulina sp. LEB 18, meio Zarrouk sem NaHCO3, modo descontínuo (1ª etapa) e modo semicontínuo (2ª etapa), por 13 d (1ª etapa) e 25 d (2ª etapa), a 30°C, 3,2 klx, fotoperíodo 12 h claro/12 h escuro, 0,36 mLCO2.mLmeio-1.d-1. Com a 1ª etapa foram selecionadas as concentrações de 0,10, 0,20 e 0,41 mmol.L-1 de MEA, as quais foram também testadas com hidróxido de sódio (NaOH). Nestas concentrações de absorvente químico, a concentração de carbono inorgânico dissolvido foi superior à obtida no ensaio controle e superior à obtida com NaOH. O teor proteico na biomassa cultivada com MEA foi superior as biomassas produzidas em outras condições deste trabalho, enquanto que a concentração de lipídios obtidos nas biomassas cultivadas com MEA e a NaOH são superiores aos valores encontrados com este gênero de microalga na literatura. Os maiores resultados cinéticos e de biofixação de CO2 foram obtidos com adição de MEA e em modo semicontínuo, assim como a maior concentração de carboidratos (96,0% superior a biomassa produzida sem absorvente químico). Frente ao apresentado, acredita-se que Spirulina pode ser produzida com adição de absorvente químico de CO2, reciclo de nutrientes e promover a redução das emissões de CO2 com seu cultivo. Desta forma, vislumbra-se que a microalga Spirulina poderá vir a ser empregada não só em seguimentos de enriquecimento proteico, mas também em áreas que requeiram maiores concentrações de carboidratos.
- ItemProdução biotecnológica de biopolímeros aplicando processo cíclico de reutilização de resíduo da extração de Poli-Hidroxibutirato (phb)(2016) Silva, Cleber Klasener da; Morais, Michele Greque deO crescimento populacional associado à necessidade de maior produção de alimentos vem aumentando drasticamente a problemática da deposição de resíduos no meio ambiente. Esforços industriais e acadêmicos estão sendo dedicados a nível mundial para o desenvolvimento de processos destinados a conservação de energia limpa e redução de resíduos. Porém, nem todos os resíduos podem ser facilmente reutilizados devido a presença de substâncias potencialmente tóxicas, orgânicas ou inorgânicas. Ao longo dos anos vêm sendo ampliado o aproveitamento de rejeitos industriais como matéria-prima importante para aplicações com maior valor agregado. As microalgas são micro-organismos fotossintéticos e autotróficos e/ou mixotróficos que utilizam a luz solar e CO2 para a obtenção de energia. Em condições de estresse esses micro-organismos armazenam biopolímeros no interior das células na forma de grânulos. Para obtenção do biopolímero poli-hidroxibutirato (PHB), é necessário realizar a extração do mesmo a partir da biomassa microalgal. Para tal, é utilizado hipoclorito de sódio, gerando aproximadamente 200 mL de resíduo por litro de cultivo. O uso do resíduo da extração do PHB no cultivo microalgal, além de reduzir a deposição desse composto no meio ambiente, pode diminuir os custos de produção de biomassa. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi estudar o potencial de produção cíclica de poli-hidroxibutirato (PHB) pela microalga Spirulina sp. LEB 18, utilizando resíduo da extração do polímero. O trabalho foi dividido em duas etapas, gerando dois artigos científicos que serão submetidos a publicação em revistas de importante circulação. No artigo 1, foram testadas três condições do resíduo da extração do biopolímero da biomassa da microalga Spirulina SP. LEB 18, sem tratamento, tratamento térmico e neutralização química. Os resíduos foram adicionados aos cultivos nas concentrações de 0, 2, 4, 6, 8 e 10 % (v/v). Os experimentos foram realizados em triplicata. O pré tratamento foi importante para inibir/neutralizar a ação do cloro sobre as células da microalga, alcançando concentrações de biomassa máxima de 1,12 g L-1 para cultivos contendo 10 % (v/v) de adição do resíduo neutralizado. Através desta etapa verificou-se que a microalga apresentou potencial crescimento quando exposta a diferentes concentrações de resíduo da extração de biopolímero. Impulsionados por esse resultado iniciou-se a segunda etapa do trabalho visando aumentar a concentração de resíduo adicionado ao cultivo microalgal e avaliação da síntese de biopolímero. No artigo 2, foram testados 10, 15, 20, 25 e 30 % (v/v) de adição do resíduo da extração do biopolímero nos cultivos microalgais de Spirulina sp. LEB 18. Para comparação, foram utilizados dois experimentos controle, Zarrouk (ZN) e Zarrouk modificado com redução de nitrogênio (ZM). Os experimentos foram realizados em triplicata e avaliados quanto a produção de biomassa microalgal e PHB. Os ensaios com adição de resíduo apresentaram produção de biomassa igual ao controle ZM (p<0,1) (0,79 g L-1). A produção de PHB no ensaio contendo 25 % de resíduo foi a maior, comparado aos demais, chegando a 10,6 % (p/p). A partir dos resultados obtidos verificou-se que é possível aplicar processo cíclico de reutilização do resíduo da extração de PHB no cultivo de microalgas visando a síntese de biopolímeros, reduzindo os problemas ambientais de poluição, mantendo o fluxo de nutrientes e reduzindo custos, reproduzindo assim os sistemas naturais.
- ItemDesenvolvimento de snack enriquecido com Spirulina(2017) Lucas, Bárbara Franco; Costa, Jorge Alberto VieiraA demanda por alimentos extrusados de consumo prático "snacks", está em crescimento devido à variedade de formas, texturas e sabores, além da praticidade no consumo. Entretanto, a maioria dos snacks disponíveis comercialmente possui valor nutricional reduzido. Devido à sua composição química com elevada concentração de nutrientes como proteína altamente digerível, aminoácidos essenciais e minerais, a microalga Spirulina tem sido utilizada como enriquecimento nutricional no desenvolvimento de alimentos. Dentro deste contexto, o presente estudo teve como objetivo determinar a melhor condição de extrusão, nas condições do trabalho, para o desenvolvimento de snack enriquecido com Spirulina sp. LEB 18, a fim de obter produto de elevado valor nutricional e aceitação sensorial. As matérias-primas utilizadas foram farinhas orgânicas de milho e de arroz e Spirulina sp. LEB 18. Os ensaios de extrusão foram realizados em extrusora dupla rosca co-rotativa. Foram extrusados 17 ensaios de acordo com Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) 23, o qual teve como variáveis independentes a concentração de Spirulina sp. LEB 18, a umidade de alimentação e a temperatura no último estágio da extrusora. As variáveis dependentes avaliadas nos snacks foram concentração de proteína, densidade aparente, índice de expansão, dureza, índice de absorção de água, índice de solubilidade em água e cor. A partir dos resultados foi determinada a melhor condição para obtenção do snack adicionado de Spirulina. Após, realizou-se a extrusão do ensaio obtido na melhor condição e do ensaio controle utilizando os mesmos parâmetros de processo. O snack adicionado da microalga e o controle foram avaliados quanto ao conteúdo nutricional (proteínas, lipídios, cinzas, carboidratos, carotenoides e digestibilidade proteica in vitro), propriedades físicas (índice de expansão, densidade aparente, dureza, índice de absorção em água, índice de solubilidade em água e parâmetros de cor) e sensoriais (aroma, cor, sabor, textura, aceitação global e intenção de compra), além de avaliações na microestrutura e análise microbiológica. Os resultados obtidos no delineamento experimental mostraram que todas as variáveis independentes influenciaram as variáveis respostas. Maiores conteúdos de umidade de alimentação aumentaram a dureza, a densidade aparente e o índice de absorção de água dos snacks. Maiores concentrações de Spirulina sp. LEB 18 produziram snacks com maior conteúdo proteico (11,3 %), variação total de cor e estrutura mais compacta. A melhor condição para desenvolvimento dos snacks foi utilizando concentração 2,6 % de Spirulina sp. LEB 18, umidade de alimentação 16,2 % e 143 oC no último estágio da extrusora. A avaliação nutricional do snack extrusado na melhor condição indicou aumento de 22,6 % em conteúdo proteico, além do incremento de 46,4 % em minerais quando comparado ao controle. Os parâmetros de cor foram influenciados significativamente (p<0,05) pela adição de Spirulina sp. LEB 18. A avaliação da microestrutura mostrou paredes finas, variando de 16,13 a 20,12 µm para o snack com microalga. O índice de aceitação sensorial para o snack enriquecido com Spirulina sp. LEB 18 foi 82 %. Conclui-se que Spirulina sp. LEB 18 pode ser utilizada na concentração de 2,6 %, resultando em snacks com maior conteúdo nutricional e de elevada aceitação sensorial.
- ItemSecagem da microalga Spirulina em camada delgada utilizando secador com bomba de calor(2014) Costa, Bruna Roos; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaA Spirulina apresenta propriedades antioxidantes o que favorece seu uso como alimento funcional, fato que tem motivado a sua comercialização para a formulação de alimentos diversos e com finalidades terapêuticas. A secagem ganha importância durante produção de Spirulina, uma vez que a umidade necessária, para garantir que não ocorra degradação da biomassa desidratada durante o armazenamento, é alcançada através do conhecimento dos parâmetros que caracterizam a operação. Neste estudo foi utilizada a secagem com bomba de calor, um método alternativo, pois viabiliza a operação com temperaturas inferiores as tradicionalmente utilizadas, além de seu funcionamento ser independente das condições meteorológicas do ambiente. O trabalho experimental da secagem de Spirulina sp. foi iniciado com um estudo comparativo entre a secagem com bomba de calor (SBC) e a secagem tradicional (ST). O efeito dos diferentes métodos utilizados sob a amostra foi comparado em relação à cinética da operação e as características da microalga desidratada (cor, ficocianina, compostos fenólicos totais e atividade antioxidante total). As temperaturas do ar foram de 50 e 60ºC e a umidade absoluta da SBC foi dez vezes inferior a utilizada durante a ST. Os parâmetros que caracterizam a secagem foram influenciados pela temperatura do ar, bem como, pela baixa umidade absoluta na SBC. Os valores do tempo total da SBC foram 40% inferiores aos encontrados para a secagem ST, em ambas as temperaturas do ar. A maior preservação das características da Spirulina foi obtida na SBC e temperatura do ar de 50°C, e nesta condição os valores foram 14% (ficocianina), 60% (compostos fenólicos) e 10% (atividade antioxidante) superiores aos encontrados na mesma condição para a ST. Isto evidencia que o método de secagem é determinante na qualidade do produto desidratado. Posteriormente, foi realizado o estudo da cinética da SBC, bem como a otimização da operação de secagem e a reidratação das amostras desidratadas nas diferentes condições de secagem. O estudo foi realizado através de um planejamento fatorial 32, tendo como fatores de estudo a temperatura do ar (30, 40 e 50ºC) e a espessura da bandeja (1, 3 e 5 mm). As respostas utilizadas foram ficocianina, compostos fenólicos, atividade antioxidante total e cor da microalga desidratadas. Também foram realizadas a microscopia eletrônica de varredura (MEV) e as curvas termogravimétricas (DSC) das amostras desidratadas. A secagem apresentou um curto período de taxa constante, delimitado pela umidade crítica, sendo que, seus valores foram influenciados apenas pela temperatura do ar de secagem. O modelo Logarítmico forneceu elevados valores de R2ajust e os menores valores de soma dos erros quadráticos (SSE) e de critério informativo de Akaike (AIC). Os valores das energias de ativação para as espessuras de 1, 3 e 5 mm, foram na faixa de 20-23 kJ mol-1. A condição de operação mais adequada, para a secagem de Spirulina sp. com bomba de calor, foi obtida na temperatura do ar de 50°C e espessura da bandeja de 5 mm, com valores de ficocianina, compostos fenólicos, atividade antioxidante total e diferença de cor de 19,60 mg g-1, 1508 µgEAG g-1, 52,6% e 5,71, respectivamente. Os termogramas (DSC) evidenciaram que em 50 ºC e espessura de 5 mm, o produto apresentou maior estabilidade térmica. As amostras de Spirulina sp. desidratadas apresentaram estrutura morfológica (MEV), aparentemente, rígida e heterogênea, e os seus percentuais de reidratação corresponderam a 85-91% da umidade da microalga in natura.
- ItemSíntese, extração e caracterização de biopolímeros de origem microalgal para desenvolvimento de nanofibras(2014) Martins, Roberta Guimarães; Costa, Jorge Alberto Vieira; Morais, Michele Greque dePesquisas com microalgas estão crescendo devido aos possíveis bioprodutos oriundos de sua biomassa, bem como as suas diferentes aplicabilidades. Microalgas podem ser cultivadas para a produção de biopolímeros com características de biocompatibilidade e biodegradabilidade. Nanofibras produzidas por electrospinning a partir de poli-β-hidroxibutirato (PHB) geram produtos com aplicabilidade na área de alimentos e médica. O objetivo deste trabalho foi selecionar microalgas com maior potencial para síntese de biopolímeros, em diferentes meios de cultivo, bem como purificar poli-β-hidroxibutirato e desenvolver nanofibras. Este trabalho foi dividido em cinco artigos: (1) Seleção de microalgas produtoras de biopolímeros; (2) Produção de biopolímeros pela microalga Spirulina sp. LEB 18 em cultivo com diferentes fontes de carbono e redução de nitrogênio; (3) Síntese de biopolímeros pela microalga Spirulina sp. LEB 18 em cultivos autotróficos e mixotróficos; (4) Purificação de poli-β- hidroxibutirato extraído da microalga Spirulina sp. LEB 18; e (5) Produção de nanofibras a partir de poli-β-hidroxibutirato de origem microalgal. Foram estudadas as microalgas Cyanobium sp., Nostoc ellipsosporum, Spirulina sp. LEB 18 e Synechococcus nidulans. Os biopolímeros foram extraídos nos tempos de 5, 10, 15, 20 e 25 d de cultivo a partir de digestão diferencial. Para os experimentos com diferentes nutrientes, foi utilizado como fonte de carbono, bicarbonato de sódio, acetato de sódio, glicose e glicerina modificando-se as concentrações de nitrogênio e fósforo. Os cultivos foram realizados em fotobiorreatores fechados de 2 L. A concentração inicial de inóculo foi 0,15 g.L-1 e os ensaios foram mantidos em estufa termostatizada a 30 ºC com iluminância de 41,6 µmolfótons.m -2 .s -1 e fotoperíodo 12 h claro/escuro. Para a purificação de PHB, foi utilizada a biomassa da cianobactéria Spirulina sp. LEB 18, cultivada em meio Zarrouk. Após a extração do biopolímero bruto, a amostra foi desengordurada com hexano e purificada com 1,2-carbonato de propileno. Foram determinadas as purezas e as propriedades térmicas no PHB purificado. O biopolímero utilizado para produzir as nanofibras apresentava 70 % de pureza. A técnica para produção de nanofibras foi o electrospinning. As microalgas que apresentaram máxima produtividade foram Nostoc ellipsosporum e Spirulina sp. LEB 18 com rendimento de biopolímero 19,27 e 20,62 % em 10 e 15 d, respectivamente, na fase de máximo crescimento celular. O maior rendimento de biopolímeros (54,48 %) foi obtido quando se utilizou 8,4 g.L-1 de NaHCO3, 0,05 g.L-1 de NaNO3 e 0,1 g.L-1 de K2HPO4. A condição que proporcionou maior pureza do PHB foi a 130 ºC e 5 min de contato entre o solvente (1,2-carbonato de propileno) e o PHB. As análises térmicas para todas as amostras foram semelhantes em relação ao PHB padrão (Sigma-Aldrich). A purificação com 1,2-carbonato de propileno foi eficiente para o PHB extraído de microalga, alcançando pureza acima de 90 %. A condição que apresentou menores diâmetros de nanofibras foi ao utilizar solução contendo 20 % de biopolímero solubilizado em clorofórmio. As condições do electrospinning que apresentou nanofibras com diâmetros de 470 e 537 nm foram, vazão 150 µL.h-1 , diâmetro do capilar 0,45 mm e voltagens entre 24,1 e 29,6 kV, respectivamente. A microalga Spirulina sp. LEB 18 produz PHB ao utilizar menores concentrações de nutrientes no meio de cultivo, que pode ser purificado com 1,2-carbonato de propileno. Este biopolímero possui aplicabilidade para produção de nanofibras.