Nanofibras de isolado proteico de bijupirá (rachycentron canadum): desenvolvimento, caracterização e avaliação toxicológica

Abstract

As nanofibras produzidas através de biopolímeros oriundos de materiais biológicos têm tomado espaço no âmbito mundial, estes podem ter sua origem em compostos como a proteína animal, por exemplo, as proteínas de pescado. O presente trabalho teve como objetivo geral desenvolver nanofibras de isolado proteico de Bijupirá (Rachycentron canadum). O isolado proteico de bijupirá (IPB) foi obtido utilizando processo de variação de pH para solubilizar e isolar proteínas. O IPB obtido foi caracterizado quanto sua composição química proximal e suas propriedades físicoquímicas, estruturais e funcionais. O rendimento do IPB foi de 98,17% de proteína, em base seca. A maior solubilidade e a maior capacidade de retenção de água (CRA) do IPB foram obtidas em pH 11 e 21,9 mL.g-1 de proteína, respectivamente. Os perfis eletroforéticos revelaram massas moleculares características de proteínas miofibrilares (miosina e actina). Os principais picos identificados pelas análises de Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR) são provenientes de ligações peptídicas (ligações amida), como Amida I e II. Os maiores pontos de fusão e de degradação do IPB foram de 259,1°C e 378°C, respectivamente, obtendo assim, um isolado proteico com elevada estabilidade térmica. As nanofibras foram desenvolvidas pela técnica de electrospinnig. Foram preparadas soluções poliméricas utilizando 1% (p/v) de óxido de polietileno (PEO) e 1, 2, 3, 4, 5 e 6% (p/v) de IPB. Os parâmetros utilizados no processo de electrospinning como: potencial elétrico, distância da ponta do coletor a agulha e a taxa de fluxo da solução foram fixados em 16,7 kV, 15 cm, e 150 µL.h-1 , respectivamente. Os efeitos do solvente e a adição de um biopolímero comercial na capacidade de formação e morfologia das nanofibras foram estudados. Em relação ao efeito do solvente na solubilização das proteínas, o processo de electrospinning foi favorecido quando utilizado o ácido fórmico 85% (v/v), como este solvente orgânico promove a formação de estruturas helicoidais aleatórias e, consequentemente, um aumento no emaranhado de biopolímeros. A adição do biopolímero PEO proporcionou melhor viscosidade às soluções de IPB e o desenvolvimento das nanofibras. A morfologia analisada por Microscopia eletrônica de Varredura (MEV) das nanofibras obtidas com 5 e 4% (p/v) de IPB e 1% (/v) de PEO foi de 205 ± 82 nm e 476 ± 107, respectivamente.

O bijupirá (Rachycentron canadum) é uma importante espécie emergente na maricultura brasileira. Essa espécie apresenta rápido crescimento (podendo alcançar de 6 a 8 kg em um ano de cativeiro), boa resistência ao manejo e eficiente conversão alimentar, além da grande demanda de mercado. O objetivo do estudo foi obter e caracterizar um isolado proteico de carne mecanicamente separada (CMS) de bijupirá utilizando o processo de extração química por solubilização alcalina e precipitação isoelétrica. O rendimento do isolado proteico de bijupirá (IPB) foi de 98,17% de proteína e 0,42% de lipídios, em base seca. A maior solubilidade e a maior capacidade de retenção de água (CRA) do IPB foram obtidas em pH 11 e 21,9 mL de água por grama de proteína, respectivamente. Os perfis eletroforéticos revelaram massas moleculares características de proteínas miofibrilares (miosina e actina). Os principais picos identificados pelas análises de Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR) são provenientes de ligações peptídicas (ligações amida), como Amida I e II. Os maiores pontos de fusão e de degradação do IPB foram de 259,1°C e 378°C, respectivamente, obtendo assim, um isolado proteico estável. O grau de pureza foi de aproximadamente 67% (p/p). Os resultados obtidos mostram que o IPB tem grande valor biotecnológico para diversas áreas industriais que requerem um produto com alto nível proteico.

Nanofibras de isolado proteico de bijupirá (IPB) foram desenvolvidas utilizando a técnica de electrospinnig. O IPB foi obtido através de extração por solubilização alcalina da proteína. Para o desenvolvimento foram preparadas soluções poliméricas em diferentes concentrações de IPB (p/v) (1, 2, 3, 4, 5 e 6%). O biopolímero comercial PEO foi adicionado à todas as amostras para proporcionar melhor viscosidade. As nanofibras desenvolvidas foram analisadas em relação à morfologia, estruturas moleculares e propriedades térmicas. A morfologia das nanofibras obtidas variou de 476 ± 107 nm e 205 ± 82 nm. Os espectros mostraram que as nanofibras de IPB/PEO mantiveram os grupos funcionais das proteínas (amina e amida), assim como a temperatura de fusão (73,29°C) foi muito próxima da temperatura de fusão do biopolímero comercial controle, PEO (73,19°C), no entanto apresentaram menor entalpia de fusão e perda de massa total quando comparadas com as nanofibras controle. O processo foi desenvolvido com sucesso o na elaboração de nanofibras de soluções aquosas de proteínas.