Es propósito del presente trabajo aportar al conocimiento en relación a los posibles usos medicinales de especies de bromeliáceas autóctonas de nuestro país no estudiadas aún para dichos fines. Bajo la suposición de que las proteasas de Bromelia hieronymi, B balansae y Pseudananas macrodontes, por pertenecer al mismo tipo catalítico y a la misma subfamilia vegetal, podrían mostrar actividades biológicas similares a las proteasas de Ananas comosus, nos planteamos como objetivo general de la presente tesis la búsqueda de posibles efectos farmacológicos de extractos ricos en cisteínendopeptidasas obtenidos de frutos de Bromelia hieronymi, B. balansae y Pseudananas macrodontes y su comparación con bromelina. Y como objetivos específicos: - Evaluar el efecto antiinflamatorio de los extractos de B. hieronymi, B. balansae y P. macrodontes. - Evaluar los efectos de los extractos de B. hieronymi, B. balansae y P. macrodontes sobre algunos de los componentes de la hemostasia. - Evaluar los extractos de B. hieronymi, B. balansae y P. macrodontes como posibles agentes antitumorales. - Tratar de establecer la posible relación entre los efectos medidos y la actividad proteolítica de las cisteínendopeptidasas estudiadas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-03T03:09:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335953.pdf: 584463 bytes, checksum: 010543d7412fc65f00e1a903e60afeb8 (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste estudo as atividades enzimáticas das peptidases cisteínicas, papaína e bromelina da Prozin® foram comparadas com a peptidase papaína analítica e subtilisina alcalase, essa amplamente empregada na indústria petfood e fórmulas infantis. No ensaio com caseína 1% em tampão fosfato 0,1 M pH 7, a alcalase mostrou mais efetividade com valor 100 vezes maior que as enzimas da Prozin®. As modificações na estrutura dos substratos derivados de ?-nitroanilida, revelaram distinção entre as peptidases industriais, em presença de N-Succinil-Ala-Ala-Pro-Phe ?-nitroanilida a papaína apresentou maior ação, e quando em NSuccinil-Ala-Ala-Pro-Leu ?-nitroanilida a bromelina mostrou maior atividade proteolítica, identificando a hidrofobicidade na região de substituição P1 como regulador de ação entre as peptidases. O planejamento experimental se deu com hidrólises de fígado suíno, como fonte proteíca, empregando as enzimas papaína e bromelina, separadamente, contemplando três variáveis em três níveis: relação enzima/substrato (1, 2 e 4 %), temperatura (40, 60 e 80 °C) e tempo (60, 120 e 240 minutos). Após considerações dos melhores resultados somadas as condições possíveis de reprodutibilidade industrial, a hidrólise escolhida estabeleceu como temperatura 60 °C, com relação enzima/substrato de 2% por 4 horas, seguidas de liofilização. Os hidrolisados advindos das reações com papaína e bromelina resultaram liofilizados com valores menores de 10% em umidade, com uma baixa redução no teor de proteínas (~2%). A amostra apresentou um excelente perfil microbiológico e no teste de inserção de inóculo conhecido, a etapa de paralização da reação enzimática por calor (100 °C / 15min) mostrou eficiência na redução da carga microbiana pelo processo.<br> / Abstract : In this study the enzymatic activity of cysteine peptidase, papain and bromelain Prozin® were compared with peptidase analytical papain and subtilisin alcalase, being the last one widely used on the petfood industry and infant formulas. On the test with 1% casein phosphate buffer 0,1 M pH 7, the alcalase showed more effectiveness with value a hundred times greater than the enzymes of Prozin®. The changes in the structure of the derivative of ?-nitroanilide substrates revealed distinction between the industrial peptidases. In the presence of Nsuccinyl- Ala-Ala-Pro-Phe-?-nitroanilide papain showed the highest activity, and when N-succinyl-Ala Ala-Pro-Leu ?-nitroanilide bromelain showed higher proteolytic activity, identifying the hydrophobicity in P1 replacement region as action regulator between peptidases. The experimental design was made with pig liver hydrolysis, as a protein source, using the enzymes papain and bromelain, separately, covering three variables at three levels: relationship enzyme / substrate (1, 2 and 4%), temperature (40, 60 and 80 °C) and time (60, 120, and 240 minutos). After considering not only the best possible results but also industrial reproducibility, the choosen hydrolysis established the temperature at 60 ° C with relationship enzyme / substrate 2% for 4 hours, followed by lyophilization. The hydrolysates obtained from reactions with papain and bromelain resulted lyophilized under 10% in humidity values, with a low reduction in the protein content (~ 2%).The sample showed an excellent microbiological profile and at the known inoculum insertion test. The paralysis stage of stop the enzymatic reaction by heat (100 °C / 15 min) showed effectiveness in reducing microbial load by the process.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-21Bitstream added on 2014-06-13T20:05:15Z : No. of bitstreams: 1 domingues_lf_dr_jabo.pdf: 549039 bytes, checksum: d86406f020ba0aeb857e62d02337188a (MD5) / As medidas de controle de parasitas de ruminantes são baseadas quase que exclusivamente no uso de antiparasitários comerciais, provocando o rápido desenvolvimento da resistência. O objetivo deste estudo foi verificar o efeito carrapaticida, in vitro, sobre Rhipicephalus (Boophilus) microplus de bovinos, e o efeito anti-helmíntico, in vitro e in vivo, sobre Haemonchus contortus de ovinos. Nos testes realizados sobre R. (B.) microplus, o extrato aquoso de abacaxi e a bromelina foram avaliados em oito concentrações. Fêmeas ingurgitadas foram imersas nos tratamentos e acondicionadas em incubadora para observação da sobrevivência, postura e eclodibilidade das larvas. Para o teste com larvas, cerca de 100 larvas foram colocadas em papéis-filtro impregnados, incubados e as leituras realizadas após 24 horas. O ensaio in vitro foi baseado nos testes de eclodibilidade dos ovos (TEO) e no de desenvolvimento larvar (TDL). No teste in vivo, 36 ovinos infectados artificialmente com H. contortus foram divididos em seis grupos (n=6). No G1 foi administrado 2 g/kg PV do EACA durante três dias, no G2 - 2 g/kg PV do resíduo industrial do abacaxi durante 60 dias, no G3 – 180 mg/animal da bromelina em dose única, G4 – controle negativo I (dos grupos G1 e G2), G5 – controle positivo (10 mg/kg PV de fosfato de levamisol) e G6 – controle negativo II (do grupo G3). Foram realizadas contagens de ovos por grama de fezes (OPG) até o dia 28 após o tratamento. Os resultados do estudo do abacaxi sobre o carrapato demonstraram que, no teste de fêmeas ingurgitadas, as concentrações mais efetivas foram 125, 250 e 500 mg/mL: 33, 48 e 59% para o EACA e 27, 51 e 55%, para a bromelina. As CL50 e CL90 foram, respectivamente, as seguintes: 276 e 8691 mg/mL para o EACA, e 373 e 5172 mg/mL para a bromelina. Nenhuma das diluições estudadas apresentou eficácia contra... / The measures to control parasites in ruminants are almost exclusively based on use of commercial chemical compounds, causing rapid development of resistance. The objective of this study was to investigate the acaricidal effect, in vitro, on Rhipicephalus (Boophilus) microplus in cattle and the anthelmintic effect, in vitro and in vivo, on Haemonchus contortus in sheep. In the tests on R. (B.) microplus, an aqueous extract of pineapple and bromelain were evaluated at eight concentrations. Engorged females were dipped and placed in a incubator for observation of survival, oviposition and egg hatching. For the larvae, about 100 larvae were placed on filter papers impregnated, incubated and readings were taken after 24 hours. The in vitro experiment used the egg hatch test (EHT) and larval development test (LDT). In the in vivo test, 36 sheep artificially infected with H. contortus were divided into six groups (n=6). In the G1 – 2 g/kg BW of AEPS for three days; G2 – 2 g/kg BW of the industrial pineapple residue during 60 days.; G3 – 180 mg/animal of bromelain in a single dose, G4 – negative control I (of groups G1 and G2), G5 – positive control (10 mg/kg BW of levamisole phosphate); and G6 – negative control II (of group G3). The eggs per gram (EPG) of feces were counted until the day 28 after treatment. In the test with engorged cattle ticks, the greatest efficacies were at dilutions of 125, 250 and 500 mg/mL: 33, 48 and 59% for the AEPS and 27, 51 and 55% for bromelain. The LC50 and LC90 were respectively as follows: 276 and 8691 mg/mL for the AEPS, and 373 and 5172 mg/mL for the bromelain. None of the dilutions studied was effective against R. (B.) microplus larvae. In the experiment with the nematode H. contortus, the LC50 and LC90 in the EHT were respectively 31 and 81 mg/mL for the AEPS and 0.50 and 2 mg/mL for the bromelain... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Gervásio Henrique Bechara / Coorientador: Gilson Pereira de Oliveira / Banca: Estevam Guilherme Lux Hoppe / Banca: Gislaine Cristina Roma / Banca: Patrícia Rosa de Oliveira / Banca: Ana Carolina de Souza Chagas / Resumo: As medidas de controle de parasitas de ruminantes são baseadas quase que exclusivamente no uso de antiparasitários comerciais, provocando o rápido desenvolvimento da resistência. O objetivo deste estudo foi verificar o efeito carrapaticida, in vitro, sobre Rhipicephalus (Boophilus) microplus de bovinos, e o efeito anti-helmíntico, in vitro e in vivo, sobre Haemonchus contortus de ovinos. Nos testes realizados sobre R. (B.) microplus, o extrato aquoso de abacaxi e a bromelina foram avaliados em oito concentrações. Fêmeas ingurgitadas foram imersas nos tratamentos e acondicionadas em incubadora para observação da sobrevivência, postura e eclodibilidade das larvas. Para o teste com larvas, cerca de 100 larvas foram colocadas em papéis-filtro impregnados, incubados e as leituras realizadas após 24 horas. O ensaio in vitro foi baseado nos testes de eclodibilidade dos ovos (TEO) e no de desenvolvimento larvar (TDL). No teste in vivo, 36 ovinos infectados artificialmente com H. contortus foram divididos em seis grupos (n=6). No G1 foi administrado 2 g/kg PV do EACA durante três dias, no G2 - 2 g/kg PV do resíduo industrial do abacaxi durante 60 dias, no G3 - 180 mg/animal da bromelina em dose única, G4 - controle negativo I (dos grupos G1 e G2), G5 - controle positivo (10 mg/kg PV de fosfato de levamisol) e G6 - controle negativo II (do grupo G3). Foram realizadas contagens de ovos por grama de fezes (OPG) até o dia 28 após o tratamento. Os resultados do estudo do abacaxi sobre o carrapato demonstraram que, no teste de fêmeas ingurgitadas, as concentrações mais efetivas foram 125, 250 e 500 mg/mL: 33, 48 e 59% para o EACA e 27, 51 e 55%, para a bromelina. As CL50 e CL90 foram, respectivamente, as seguintes: 276 e 8691 mg/mL para o EACA, e 373 e 5172 mg/mL para a bromelina. Nenhuma das diluições estudadas apresentou eficácia contra... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The measures to control parasites in ruminants are almost exclusively based on use of commercial chemical compounds, causing rapid development of resistance. The objective of this study was to investigate the acaricidal effect, in vitro, on Rhipicephalus (Boophilus) microplus in cattle and the anthelmintic effect, in vitro and in vivo, on Haemonchus contortus in sheep. In the tests on R. (B.) microplus, an aqueous extract of pineapple and bromelain were evaluated at eight concentrations. Engorged females were dipped and placed in a incubator for observation of survival, oviposition and egg hatching. For the larvae, about 100 larvae were placed on filter papers impregnated, incubated and readings were taken after 24 hours. The in vitro experiment used the egg hatch test (EHT) and larval development test (LDT). In the in vivo test, 36 sheep artificially infected with H. contortus were divided into six groups (n=6). In the G1 - 2 g/kg BW of AEPS for three days; G2 - 2 g/kg BW of the industrial pineapple residue during 60 days.; G3 - 180 mg/animal of bromelain in a single dose, G4 - negative control I (of groups G1 and G2), G5 - positive control (10 mg/kg BW of levamisole phosphate); and G6 - negative control II (of group G3). The eggs per gram (EPG) of feces were counted until the day 28 after treatment. In the test with engorged cattle ticks, the greatest efficacies were at dilutions of 125, 250 and 500 mg/mL: 33, 48 and 59% for the AEPS and 27, 51 and 55% for bromelain. The LC50 and LC90 were respectively as follows: 276 and 8691 mg/mL for the AEPS, and 373 and 5172 mg/mL for the bromelain. None of the dilutions studied was effective against R. (B.) microplus larvae. In the experiment with the nematode H. contortus, the LC50 and LC90 in the EHT were respectively 31 and 81 mg/mL for the AEPS and 0.50 and 2 mg/mL for the bromelain... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T05:30:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fischer_GilvanAnderson_D.pdf: 1330009 bytes, checksum: a03c001d3375eaae07873f0e8dd8d168 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Bromelina é um conjunto de enzimas proteolíticas encontradas nos vegetais da família Bromeliaceae, da qual o abacaxi é o mais conhecido. A bromelina tem diversos usos, todos baseados em sua atividade proteolítica. Com a necessidade de desenvolver novos processos de purificação e concentração desses compostos a extração líquido-líquido por micela reversa mostra-se como uma técnica atrativa, pois possui a capacidade de solubilizar biomoléculas específicas de uma solução aquosa, como o extrato bruto do abacaxi. Dentre os equipamentos disponíveis para a extração líquido-líquido foi usada uma micro-coluna de campânulas pulsantes, visando a separação e purificação de biomoléculas em operação contínua. A melhor condição de extração da bromelina com micelas reversas em operação batelada foi aplicada na coluna de extração. Com o objetivo de encontrar as condições ótimas de operação da coluna foi utilizada a técnica de planejamento de experimentos do tipo estrela, de forma a abranger toda região de operação. Para isto variouse a razão Vazão Fase Leve/Vazão Total e o intervalo entre os pulsos na entrada para determinar as variações na saída do rendimento de proteína total e o fator de purificação. Os valores dos pontos ótimos para as variáveis respostas encontrados foram: fator de purificação de 5 vezes e produtividade de 1,28 mg/min. E as condições operacionais que levam ao ótimo das respostas foram: Vazão Fase Leve/Vazão Total de 0,67 e intervalo entre os pulsos de 1 s. Para representar a dinâmica de operação da coluna de extração usouse uma simples aproximação baseada nas redes neurais, pois este modelo de conexão tem a habilidade de aprender procedimentos complexos do sistema físico. As entradas foram representadas pelos passados e presentes valores da razão vazão fase leve/vazão total e no intervalo entre os pulsos, e as saídas o valor presente do rendimento de proteína total e o fator de purificação. Com o objetivo de encontrar a melhor topologia, treinou-se a rede com o algoritmo Regularização Bayesiana, variando-se o número de neurônios da camada intermediária para encontrar o melhor modelo. A topologia final da rede neural foi 16-9-2, com funções de ativação sigmoidal. Observou-se o bom desempenho da rede neural com respeito à Proteína Total e o Fator de Purificação em toda a faixa de valores desejada / Abstract: Bromelain is a set of proteolitics enzymes found in vegetables of the Bromeliaceae family, from which pineapple is known more. Bromelain has several uses, ali based on its proteolitics activity. There is the necessity to develop new processes for purification and concentration of these composites, the liquid-liquid extraction for reversed micelles reveals as one attractive technique, therefore it has had the specific capacity of getting soluble biomolecules of an aqueous solution, as the crude extract of the pineapple. Amongst equipment for the liquid-liquid extraction available it was developed a microcolumn of pulsed caps, with the purpose to get an equipment for the accomplishment of extraction processes liquid-liquid, appropriate for the separation and purification of biomolecules in continuous operation. The best condition of bromelain extraction with reversed micelles in batch operation was applied in the extraction column. To find the best operation conditions of the column, the star design of experiments was used, covering ali region of operation. For this it had been varied the ratio between low density phase to total flow and the range of time between pulses on the input to determine the variations of the total protein yield and purification factor on output each three minutes. The best values found were: 5 for purification factor and 1.28 mg/min for productivity. And operational conditions that lead to results were: 0.67 for the ratio between low-density phase to total flow and 1 s for range of time between pulses. To represent the dynamics of operation of the extraction column a simple approach based on the neural networks was used, therefore this model of connection has the ability to leam complex procedures of the physical system. The input had been represented by the pasts and presents values of the ratio between low density phase to total flow and the range of time between pulses, and the outputs the present value of the total protein yield and purification factor. To find the best topology, the network was trained with Bayesian Regularization algorithm, varying the number of neurons on hidden layer to find the best model. The final topology of the neural network was 16-9-2, with sigmoid activation functions. It was observed that the performance of the neural network is good with respect to the total protein yield and purification factor in ali range of values desired. / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T11:03:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cesar_AnaClaudiaWabiszczewicz_D.pdf: 433934 bytes, checksum: b603e81d6b5be21cf414417fb7c4a679 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O Brasil encontra-se entre um dos maiores produtores mundiais de abacaxi ocupando o terceiro lugar no ranking mundial. Visando o aproveitamento do material considerado resíduo agrícola (caule e folhas) e resíduos do processamento do fruto, muitos estudos tem sido realizados para a obtenção de enzimas proteolíticas do abacaxi. As enzimas proteolíticas de origem vegetal são provenientes principalmente do figo (ficina), do mamão (papaína) e do abacaxi (bromelina). Por bromelina entende-se o conjunto de enzimas proteolíticas produzidas por plantas da família das Bromeliaceae. É uma enzima de amplo uso na indústria alimentícia para o amaciamento de carne e clarificação da cerveja, para o amaciamento de couro, e na indústria farmacêutica, em medicamentos destinados a distúrbios de digestibilidade,e também por sua ação antiinflamatória e antimucolítica. O desenvolvimento de novos processos de extração e purificação de proteínas é muito importante, uma vez que esta é uma etapa limitante na produção de bioprodutos. O presente trabalho propõe um processo de recuperação da bromelina do fruto de abacaxi por técnica de precipitação do caldo prensado com etanol frio onde foram obtidos resultados demonstrando que em uma precipitação em 1 estágio com 80% v/v de etanol a 5°C é possível recuperar praticamente toda a enzima originalmente presente, aumentando de 3 a 5 vezes a atividade específica inicial e purificação através da extração líquido-líquido em duas fases aquosas, formado por duas fases aquosas imiscíveis ou parcialmente miscíveis entre si , obtidas pela adição de polímeros hidrofílicos ou um desses polímeros e um sal , como o sistema PEG ( polietileno glicol ) e o fosfato de potássio. O trabalho apresenta um estudo sobre os custos do processo e estimativas sobre o preço de venda e retorno sobre o investimento , demonstrando a viabilidade econômica da proposta quer para utilização como pré-processo nos tradicionais sistemas cromatográficos, quer para sua comercialização direta, como alternativa para o produtor do abacaxi, ou do fabricante de sucos e compotas / Abstract: Brazil is one of the world¿s largest producers of pineapples, its production being the third one in the world. To take advantage of the residues from fruit processing, many studies have been conducted to obtain proteolytic enzymes from them. These proteolytic enzymes are extracted mainly from fig (ficine), papaya (papain), and pineapple (bromelain). Bromelain is a mixture of proteolytic enzymes found in Bromeliaceae family. It is an enzyme with ample use in food industry for meat tenderizer and beer clarification, in leather and pharmaceutical industries, in drugs for digestion disorders, anti-inflammatory action, and anti-colitis action. The development of new extraction and purification processes of proteins is very important, as this is a limiting step in the production of byoproducts. The present work proposes a recovery process of bromelain from pineapples by precipitation of their pressed juice with cold ethanol, whereby a one stage precipitation with 80% v/v of ethanol at 5°C made possible the recovery of practically all originally present enzyme, increasing from 3 to 5 times the initial specific activity and purification by a liquid-liquid extraction in two aqueous phases, formed by immiscible aqueous phases or partially miscible ones, which are obtained from the addition of hydrophilic polymers or one of these polymers and a salt, such as PEG system (polyethylene-glycol) and potassium phosphate. This work presents a study about the costs of this process and the estimated sale prices as well as its return of investment, showing its economic viability, whether it is for use as a pre-process in traditional chromatographic systems or direct commercialisation, as an alternative for the pineapple producer of the juice market / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

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

Orientador: Flavio Vasconcelos da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:47:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_ManuelaSouza_M.pdf: 3717840 bytes, checksum: 1a32cacbced30083293d8c9bba042e0c (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Devido à crescente importância econômica de biosistemas é imprescindível a introdução de estratégias de monitoração e controle de forma a garantir altos rendimentos, reprodutibilidade, confiabilidade e redução nos custos. A aplicação de controladores juzzy nestes sistemas tem crescido consideravelmente devido a sua capacidade de adaptação às não-linearidades do processo, uma vez que os controladores convencionais possuem ação limitada. O alto valor agregado da bromelina e sua crescente demanda em aplicações farmacêuticas e industriais justificam a necessidade de utilização de controladores avançados que proporcionem condições operacionais adequadas para a recuperação e purificação desta enzima. O controle da temperatura no processo de precipitação de bromelina é fundamental para a redução da desnaturação da enzima e, conseqüentemente, melhora na. qualidade final do produto obtido. Neste trabalho foi desenvolvida uma automação, baseada em instrumentos inteligentes Fieldbus, para monitoramento das variáveis de um sistema para extração de bromelina. Foi realizado um estudo comparativo do desempenho dos controladores convencional e avançado (controlador fuzzy), aplicados na manutenção da temperatura interna de um tanque de precipitação da bromelina. O 10 método de Ziegler-Nichols foi utilizado para a sintonia dos controladores convencionais. Os parâmetros para o controlador PID foram: Kc = 35 %fOC, 'ti = 28 s e 'td = 7 s; e para o controlador PI: Kc = 35 %/oC e 'td = 31 s. O software MATLAB foi utilizado para o desenvolvimento e sintonia do controlador fuzzy, b<).seada em mudança no conjunto universo, na base de regras e na disposição das funções de pertinência do controlador. Na análise comparativa entre os tipos de controladores utilizados no sistema foi observado um melhor desempenho do controlador juzzy, apresentando: menor valor do critério do erro IT AE, menor tempo de subida e melhor desempenho da variável manipulada, uma recuperação da atividade proteolítica da enzima 80 % maior e uma redução de 58 % no consumo de energia elétrica, quando comparado com controladores convencionais / Abstract: The use of fuzzy controllers in bioprocesses has increased greatly in the last few years. In conventional controllers, assumptions and simplifications are often made to build a precise mathematical model that may be far from the real situation. In contrast, fuzzy controllers are an attractive technique for the control of plants that are ill-defined or non-linear systems. The high commercial value of the bromelain and its increasing demand in pharmaceutical and industrial applications justify the necessity of control to provide adequate operational conditions. Temperature control is crucial to avoid the irreversible protein denaturation and consequently to improve the precipitation yield. This work focus on the development of a comparative study between conventional and fuzzy controllers applied to a bromelain recover process from pineapple juice through the precipitation process with a1cohol at a low temperature, using Fieldbus network architeture. The Ziegler Nichols method was used to tuning conventional controllers. The parameters K: = 35 %/oC, 'ti = 28 s e 'td = 7 s was used to PID controller and K: = 35 %/oC e 'td = 31 s was used to PI controller. To tuning the fuzzy controller was tested different uni verse of discourse, base of rules and support sets of membership functions. The experimental results show the effectiveness of fuzzy controller in comparison with the conventional controllers. The fuzzy-PI controller presented reduced error parameter (ITr / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T17:39:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_JulianaFerrari_M.pdf: 1163600 bytes, checksum: 2fad54014afb77b7e2ead964968cb026 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A bromelina é uma protease de origem vegetal, obtida de diversas espécies da família Bromeliaceae, que está presente no talo e no fruto do abacaxi. O uso da bromelina é baseado em sua atividade proteolítica nas indústrias alimentícias e principalmente na farmacêutica brasileira. A bromelina é muito bem documentada pelos seus efeitos curativos em todas as condições inflamatórias, além de ter sua eficácia provada na cura de vários outros problemas de saúde, tais como: angina, indigestão e problemas respiratórios. Vários métodos de purificação da bromelina estão em estudo, sobretudo da bromelina do talo. A extração líquido-líquido é aplicada há muitos anos como uma valiosa técnica laboratorial de separação. Esta pode ser usada como um passo da pré-purificação usando um sistema de duas fases aquosas. Esses sistemas foram testados com sucesso, são sistemas formados por duas fases aquosas imiscíveis ou parcialmente miscíveis entre si, obtidas pela mistura de polímeros hidrofílicos ou um desses polímeros e um sal, como o sistema PEG (polietileno glicol) e o fosfato de potássio. O presente trabalho estudou a caracterização da enzima e a recuperação da bromelina presente na casca e talo do abacaxi, por extração líquido-líquido em sistemas de duas fases aquosas PEG/ fosfato. Realizou-se ensaios em batelada para a extração e recuperação da enzima, utilizando como indicador o coeficiente de partição. Obtiveram-se diagramas de fases para o sistema fosfato de potássio e polietileno glicol 1500 e 4000 nos pH¿s de 6 a 11, a 25 °C. Estudou-se três diferentes ¿tie-lines¿. Analisou-se a influência do pH e do comprimento das ¿tie-lines¿ no coeficiente de partição da enzima / Abstract: The bromelains are proteases from vegetable origin, obtained from several species of Bromeliaceae family, which are found in pineapple¿s stem and fruit. The bromelains uses are based on its proteolytic activity on food industries and mostly at Brazilian pharmaceutical industry. The bromelains has been documented by its therapeutic effects at all inflammatory conditions, in addition to its attested efficiency of cure of various health problems, such as angina, indigestion and respiratory problems. Various bromelains¿ purification methods has been studied, particularly of stem¿s bromelain. Aqueous two-phase systems has been applied for several years as a good laboratorial separation technique and they can be used as a prepurification step. These systems have been tested with large success. The systems are formed by two aqueous phases immiscible or partially miscible within themselves, obtained by the addition of hydrophilic polymers or one hydrophilic polymer and a salt, such as the poly(ethylene glycol) ¿ PEG ¿ and potassium phosphate salt systems. This work studied the enzyme characterization and recuperation presented in the pineapple¿s stem and skin, by aqueous two-phase systems liquid-liquid extraction. Batch assays were performed aiming the enzyme extraction and recuperation, using the partition coefficient as indicator. The phase diagrams from PEG and potassium phosphate salts aqueous two-phase systems were obtained for PEG molecular weight of 1500 and 4000 at pH 6.0 to 11.0, at 25 ºC. Three different tie-lines were also studied. The pH and tieline length influence on the enzyme partition coefficient were analysed. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Flavio Vasconcelos da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T21:48:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_ReginaLuciadeAndradedos_M.pdf: 2611251 bytes, checksum: 3243445f76398670aa1390de96139a08 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Com o advento do sistema digital em rede (fieldbus) e a ampla divulgação das vantagens da utilização desta nova tecnologia aliada ao uso de instrumentos inteligentes, tornou-se inquestionável a melhora no desempenho e confiabilidade dos dados obtidos através deste sistema para o controle em novas plantas industriais ou em sistemas destinados à pesquisa tecnológica. Estratégias de controle clássicas, tais como o controle PID (proporcional ¿ integral ¿ derivativo), são largamente utilizadas no setor industrial devido à sua robustez e facilidade de implementação, embora limitações possam ser observadas quanto à adequação destes controladores às não-linearidades presentes nos sistemas reais. A utilização dos controladores adaptativos (baseados em parâmetros variáveis) permite tais adequações respeitando a dinâmica dos sistemas. Nas últimas décadas tem-se notado um significante aumento na aplicação da teoria de controladores avançados, entretanto, a sua utilização no setor produtivo ainda é incipiente. Apresenta-se, neste trabalho, uma automação híbrida alternativa para monitoramento, em tempo real, das variáveis de processo de um sistema para precipitação da enzima bromelina com supervisão, em tempo real, das condições do processo sob diferentes perturbações na carga, usando estratégia SISO em arquitetura de rede Fieldbus. Além disso, por se tratar de um bioprocesso, em batelada, as não linearidades e o aspecto essencialmente transiente da operação evidenciam a inevitável prioridade na aplicação dos controladores avançados, uma vez que os controladores convencionais possuem ação limitada neste tipo de sistema, garantindo a qualidade final da enzima obtida. Através dos resultados obtidos pôde-se comprovar a que ambos os controladores PID convencional e adaptativo tiveram um bom desempenho na manutenção da temperatura, porém houve um melhor desempenho com o PID adaptativo como foi observado pelos parâmetros de desempenho ITAE, overshoot e tempo de subida / Abstract: Fieldbus technology and intelligent sensors/actuators are increasingly being used in automated systems, opening up new possibilities for distributed control structures, mainly in new plants and research applications where is very important to have a flexible automation structure to different plant conditions with huge flow of information. Significant improvements have been seen in advanced controllers over the last years. However, linear PID controller is still applied extensively in industrial practice. The reason lies in its robustness and well-Known control design and implementation, although assumptions, simplifications, or lumping parameters are often made to build a mathematical model that may be far from the real situation. The behavior of most physical systems, especially bath systems, is nonlinear. Linear control may be effective for local operation, but is inadequate for controlling operations over a broad range. Adaptive controllers are nonlinear systems, which are commonly based on linear control theory. Despite many publications in the last decades illustrating advantages of adaptive controllers, this Kind of control is still not so common in industrial practice. One of reasons for the low incidence of application is relative difficulty to implement this controller. In this study, a comparative experimental design and tuning of conventional PID and adaptive PID controllers was developed for a pilot plant batch to precipitate of enzyme bromelain, using SISO strategy in fieldbus network architecture. The system was applied to the on line control of temperature of the extraction tank, involving a performance control analysis, under different load disturbances. From the results of this work, both controllers were considered suitable to control the temperature of the fedbatch tank. Nevertheless, the closed loop performance was improved under adaptive PID controller: the performance index ITAE, the overshoot and the rise time decreased. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química