Obtenção de um hidrogel proveniente de proteínas da corvina (micropogonias furnieri) e solubilização das proteínas fibrosas residuais

Abstract

Com o aumento na captura de pescado e da poluição do meio ambiente, esta-se à margem de exceder a estimativa do limite da sustentabilidade, e obviamente isto faz com se utilize os recursos marítimos com mais inteligência e precaução. Aplicando tecnologia enzimática ou química é possível recuperar as proteínas do processamento do pescado, produzindo hidrolisados e isolados protéicos. Uma grande quantidade de proteínas insolúveis está disponível em escamas, peles e ossos, subprodutos do processamento do pescado, que podem ser solubilizadas através de fungos e bactérias. Utilizando isolados protéicos é possível obter biopolímeros, estes têm chamado a atenção nos últimos anos, pois são biodegradáveis, não-tóxicos e geralmente biocompatíveis. Os hidrogéis protéicos são polímeros que podem absorver uma quantidade de água a partir de 10 até centenas de vezes o seu peso seco. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um hidrogel protéico, com propriedades superabsorventes, a partir das proteínas solúveis e insolúveis da corvina (Micropogonias furnieri). Para a produção dos hidrolisados a partir das proteínas solúveis foi utilizado processo enzimático (Alcalase e Flavourzyme) e químico (solubilização ácida e alcalina). Nos processos de solubilização das proteínas insolúveis foram utilizados microrganismos (bactérias e fungos). Tanto as bactérias como os fungos avaliados apresentaram capacidade de solubilizar as proteínas insolúveis presentes nos resíduos (escamas, ossos, cartilagens e outros). A bactéria que atingiu a maior atividade proteolítica foi a Bacillus velesensis (47,56 U mL-1) e o fungo foi o Penicillium sp. (E20) (31,20 U mL-1). Para a produção dos hidrogéis, foram utilizados isolados protéicos provenientes de solubilização ácida ou alcalina, produzidos a partir de resíduos da industrialização de pescado, modificados quimicamente com dianidrido etilenodiamino tetraacético (EDTAD) e adicionados de agente de ligação cruzada (glutaraldeído). Algumas proteínas modificadas ainda foram submetidas a tratamento com etanol. Foram realizadas análise estrutural das proteínas modificadas e estudo da capacidade de retenção de água dos hidrogéis assim obtidos. Os hidrogéis produzidos apresentaram alta capacidade de retenção de água. A máxima absorção de água foi alcançada pelo hidrogel ácido sem o tratamento com etanol foi de 103,25 gágua/ggel seco, enquanto que a mesma amostra tratada com etanol alcançou 216,05 gágua/ggel seco. Os hidrogéis produzidos podem ser utilizados em diversas indústrias, tais como, farmacêutica, alimentícia, médica, agroindústria, entre outras, que necessitem de hidrogéis com alta capacidade de retenção de água.

With the increase in the fish capture and the environment pollution, the margin has been of exceeding the estimate of the sustentability limit, and obviously this required that the marine resources are used with more intelligence and precaution. Applying enzymatic or chemical technology, it is possible to recover the proteins of the fish processing, producing protein hydrolysated and isolated. A great amount of fibrous proteins, are present in scales, skins and bones which are by-products of the fish processing and could be solubilized by fungi and bacteria. Using protein isolated it is possible produce protein-based hydrogels that can absorb water in the amount from 10 up to thousands of times their dry weight. Natural-based superabsorbent polymers have attracted much attention, because of their non-toxicity, biocompatibility and biodegradability. The aim of this study was to develop a hydrogel, with superbsorbent properties, from protein hydrolysate of corvina (Micropogonias furnieri) and solubilization of the fibrous proteins from the residues of protein hydrolysate processing performed with fish wastes. For the hydrolysates production were used enzymatic (Alcalase and Flavourzyme) and chemical (acid or alkaline and isoeletric precipitation) processes. In the solubilization process of insoluble proteins microorganisms were used (bacteria and fungi). The bacteria and fungi tested were capable to hydrolysate the insoluble proteins presents in the residues (scales, bones, cartilage, etc.). The bacteria that reached the highest proteolytic activity was the Bacillus velesensis (47.56 U mL-1) and the fungus was Penicillium sp. (E20) (31,20 U mL-1). To the production of the hydrogels were used the protein isolated produced from fish wastes, these were modified with the chemical, ethylenediaminetetraacetic dianhydride (EDTAD) and added of a crosslink reagent (Glutaraldehyde). Some modified proteins were treated with ethanol. The analysis accomplished in the biopolymers were, structure of the modified proteins and studies of swelling behavior of hydrogels. To the hydrogels production were used the acid and alkaline isolated from fish wastes. The produced hydrogels showed superabsorbent properties. The maximum water swelling were attained by hydrogel without treatment with ethanol and produced with acid substrate (103,25 gwater/gdry gel), while the same sample treated with ethanol reached (216,05 gáguagdry gel). The produced hydrogels could be used in many industries, such as, pharmaceutical, food, medical, agribusiness, among other, that could need products with water uptake.