Foram realizados estudos do processo de extração de bromelina de caules de abacaxizeiro Ananás comosus (L.) Merr. cultivar Cayenne, com a finalidade de avaliar o efeito da temperatura de filtração do extrato, da adição de ativadores e de agentes precipitantes sobre a estabilidade da atividade proteolítica e no balanço material. A filtração de extratos a 20, 30, 40, 50 e 60°C, promoveu gradual elevação da atividade proteolítica para as temperaturas ate 50°C e redução a 60°C. A atividade proteolítica foi determinada em Unidades Kunitz. A adição de agentes reconhecidamente ativadores de enzimas proteolíticas como benzoato de sódio, cloridrato de cisteina e edetato dissódico aos extratos filtrados em diferentes temperaturas, promoveu elevação da atividade enzimática, demonstrando um efeito somatório com a temperatura. 0 extrato filtrado a 50°C, contendo ativadores, manteve-se estável durante 60 dias, quando armazenado a 5 e 20°C. 0 balanço material mostrou-se superavitário quando se precipitou bromelina por sulfato de amônio, de extrato filtrado a 40°C, contendo benzoato de sódio, cloridrato de cisteina e edetato dissódico. A acetona demonstrou menor eficiência que o sulfato de amônio, em relação ao balanço material. 0 estudo de estabilidade nas temperaturas de 5, 20, 30 e 40°C, durante 90 dias, das amostras de bromelina obtidas através do inter-relacionamento dos fatores temperatura, ativadores e precipitantes, revelou resultados mais favoráveis na amostra preparada a partir de extrato filtrado a 40°C, contendo benzoato de sódio, cloridrato de cisteina e edetato dissódico, e precipitado por sulfato de amônio. A performance conseguida na ativação e estabilização do extrato e no balanço material não foi ratificada em relação a estabilidade da bromelina em pó. A bromelina em pó, sequramente, necessita de estabilizadores para consolidar as vantagens comprovadas no balanço material, na ativação e estabilização do extrato. / Studies were made on the extraction process of bromelain obtained from the stem of pineapple plant Ananas comosus (L.) Merr. variety Cayenne, with the purpose to evaluate the effect of temperature of the filtration extract, addition of activators and of precipitants agents upon the stability of the proteolytic activity and upon the material balance. The filtration of the extracts at 20, 30, 40, 50 and 60°C results in a gradual increase in the proteolytic activity of the extract till 50°C and a reduction at 60°C. The proteolytic activity was determined in Kunitz units.The addition of commons agents, proteolytic activators like sodium benzoate, cysteine hydrochloride and sodium edetate to the filtrated extracts of stem pineapple at different temperatures promote one elevation of the activity showing an addictive effect with the temperature. The filtrated extract at 50°C and with activators was stable for 60 days when stored at 5 and 20°C.The material balance showed a superavit when the precipitation of bromelain was made by ammonium sulphate in relation to others filtrated at 40°C, obtained with sodium benzoate, cysteine hydrochloride and sodium edetate.The acetone showed less efficiency than the ammonium sulphate in relation to the material balance. The stability study of the bromelain at the temperature of 5, 20, 30 and 40°C during a period of 90 days and obtained through the interrelationship of factors like temperature, activators and precipitants showed best results to bromelain sample prepared from the filtrated extract at 40°C with sodium benzoate, cysteine hydrochloride and sodium edetate and precipitated with ammonium sulphate. The performance related to the activation, stabilization and in the material balance was not confirmed in relation to the stability of the bromelain powder. The bromelain powder, certainly needs stabilizers to consolidate the advantages showed in the material balance in the activation and stabilization of pineapple extract.

Foram realizados estudos do processo de extração de bromelina de caules de abacaxizeiro Ananás comosus (L.) Merr. cultivar Cayenne, com a finalidade de avaliar o efeito da temperatura de filtração do extrato, da adição de ativadores e de agentes precipitantes sobre a estabilidade da atividade proteolítica e no balanço material. A filtração de extratos a 20, 30, 40, 50 e 60°C, promoveu gradual elevação da atividade proteolítica para as temperaturas ate 50°C e redução a 60°C. A atividade proteolítica foi determinada em Unidades Kunitz. A adição de agentes reconhecidamente ativadores de enzimas proteolíticas como benzoato de sódio, cloridrato de cisteina e edetato dissódico aos extratos filtrados em diferentes temperaturas, promoveu elevação da atividade enzimática, demonstrando um efeito somatório com a temperatura. 0 extrato filtrado a 50°C, contendo ativadores, manteve-se estável durante 60 dias, quando armazenado a 5 e 20°C. 0 balanço material mostrou-se superavitário quando se precipitou bromelina por sulfato de amônio, de extrato filtrado a 40°C, contendo benzoato de sódio, cloridrato de cisteina e edetato dissódico. A acetona demonstrou menor eficiência que o sulfato de amônio, em relação ao balanço material. 0 estudo de estabilidade nas temperaturas de 5, 20, 30 e 40°C, durante 90 dias, das amostras de bromelina obtidas através do inter-relacionamento dos fatores temperatura, ativadores e precipitantes, revelou resultados mais favoráveis na amostra preparada a partir de extrato filtrado a 40°C, contendo benzoato de sódio, cloridrato de cisteina e edetato dissódico, e precipitado por sulfato de amônio. A performance conseguida na ativação e estabilização do extrato e no balanço material não foi ratificada em relação a estabilidade da bromelina em pó. A bromelina em pó, sequramente, necessita de estabilizadores para consolidar as vantagens comprovadas no balanço material, na ativação e estabilização do extrato. / Studies were made on the extraction process of bromelain obtained from the stem of pineapple plant Ananas comosus (L.) Merr. variety Cayenne, with the purpose to evaluate the effect of temperature of the filtration extract, addition of activators and of precipitants agents upon the stability of the proteolytic activity and upon the material balance. The filtration of the extracts at 20, 30, 40, 50 and 60°C results in a gradual increase in the proteolytic activity of the extract till 50°C and a reduction at 60°C. The proteolytic activity was determined in Kunitz units.The addition of commons agents, proteolytic activators like sodium benzoate, cysteine hydrochloride and sodium edetate to the filtrated extracts of stem pineapple at different temperatures promote one elevation of the activity showing an addictive effect with the temperature. The filtrated extract at 50°C and with activators was stable for 60 days when stored at 5 and 20°C.The material balance showed a superavit when the precipitation of bromelain was made by ammonium sulphate in relation to others filtrated at 40°C, obtained with sodium benzoate, cysteine hydrochloride and sodium edetate.The acetone showed less efficiency than the ammonium sulphate in relation to the material balance. The stability study of the bromelain at the temperature of 5, 20, 30 and 40°C during a period of 90 days and obtained through the interrelationship of factors like temperature, activators and precipitants showed best results to bromelain sample prepared from the filtrated extract at 40°C with sodium benzoate, cysteine hydrochloride and sodium edetate and precipitated with ammonium sulphate. The performance related to the activation, stabilization and in the material balance was not confirmed in relation to the stability of the bromelain powder. The bromelain powder, certainly needs stabilizers to consolidate the advantages showed in the material balance in the activation and stabilization of pineapple extract.

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T04:55:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_EdgarSilveira_M.pdf: 822843 bytes, checksum: 71acbd6f437df10710275e577d0380eb (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A bromelina (E.C. 3.4.22.33) é extraída da infrutescência do abacaxi (Ananas comosus), e é utilizada na indústria alimentícia, como amaciante de carnes, e também na indústria farmacêutica. A bromelina está presente nos primeiros estágios do desenvolvimento do fruto, entretanto seus níveis aumentam rapidamente, ficando alto até a maturação do fruto. A Adsorção em Leito Expandido (ALE) é uma técnica cromatográfica para separação e purificação de produtos biológicos diretamente de seu extrato bruto, sem o uso de centrifugação, microfiltração e outros passos primários de clarificação. Esta técnica permite que o extrato bruto seja alimentado na coluna cromatográfica sem tratamento inicial, e enquanto o leito expande, a superfície de contato do adsorvente aumenta, fazendo que a interação com a molécula alvo seja mais efetiva. Este trabalho reporta a adsorção da bromelina em condições de leito expandido, tais como os parâmetros cinéticos de adsorção, a altura do leito, e a velocidade linear. Este trabalho foca também a caracterização parcial da bromelina, descrevendo aspectos tais como efeito da temperatura e pH, e a influência destes parâmetros com o tempo. Foi observado que a atividade enzimática da bromelina aumentou com o aumento da temperatura e com a proximidade do pH neutro. Também foi observado que o aumento de temperatura acima de 65 ºC causa uma leve diminuição nos níveis enzimáticos. Após 150 minutos, a bromelina reteve por volta de 50% da atividade inicial. A capacidade máxima de adsorção foi determinada pela isoterma de adsorção de Langmuir, onde os valores estimados para Qm e kd foram 9,18 U/mL e 0,591 U/mL, respectivamente. O tempo de residência foi reduzido 10 vezes com um incremento no grau de expansão de apenas 2,5 vezes, contudo o número de pratos (N) foi reduzido apenas 2 vezes. O fator de purificação da bromelina foi próximo de 13 vezes. ALE mostrou ser ótima para a purificação de bromelina, e a enzima eluida foi purificada em nível de SDS-PAGE / Abstract: Bromelain are extracted from Ananas comosus infrutescence, and are used in food industry, as a meat softener, and pharmaceutical industry, as well. Bromelain are presented in the early stages of fruit development, however, their levels increase quickly, remaining high until the maturation. Expanded Bed Adsorption (EBA) is a chromatography technique for separation and purification of biological products directly from crude feedstock, without using centrifugation, microfiltration and other clarification prior steps. This technique permits crude feeding into chromatographic column without initial treatment, and as the bed expands, it increases adsorbent surface contact, making interaction with the target molecule more effective. This work reports the adsorption of Bromelain in expanded bed conditions, such as the adsorption kinetics parameters, the bed height, and the flow velocity. This work also focus the partial characterization of bromelain, describing aspects such temperature effect, pH effect, and its influences within time. It was observed a growing enzymatic activity by increasing the temperature level, and with the proximity to neutral pH. It was also observed that increments in temperature over 65 ºC cause a little decrease of enzymatic levels. After 150 minutes, brmoelain retained 50 % of its initial activity. The maximum adsorption capacity was determined by the adsorption isotherm, where the Qm and kd values could be estimated, 9.18 U/mL and 0.591 U/mL, respectively. The resident time was reduced 10 fold by increasing the expansion degree 2.5 times; nonetheless the plate value (N) was reduced only 2 fold. The purification factor was about 13 fold. EBA showed to be feasible for purification of bromelain, and the eluted enzyme as SDS-PAGE / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química