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: Marcelo Cristianini / Texto em português e inglês / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T10:29:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tribst_AllineArtigianiLima_D.pdf: 1785489 bytes, checksum: 6848066190ebdb2206bd7329e40f6f35 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A homogeneização à alta pressão (HAP) é uma operação unitária capaz de alterar a conformação e, consequentemente a funcionalidade de polissacarídeos,proteínas e enzimas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da HAP na atividade e estabilidade de cinco enzimas comerciais com aplicação na indústria de alimentos (x-amilase de Aspergillus niger, protease neutra de Bacillus subtilis, b-galactosidase de Kluyveromyces lactis, amiloglicosidase de A. niger e glicose oxidase de A. niger). Para cada enzima, a atividade foi avaliada antes e após a HAP (até 200 MPa) em diferentes temperaturas e pH. Além disso, a reversibilidade dos efeitos do processo foi determinada indiretamente através da medida de atividade da enzima após um período de repouso. Os resultados de x-amilase demonstraram que a enzima é altamente estável ao processo de HAP (em pressões de até 150 MPa), independentemente do pH e temperatura de processo e da ausência de cálcio no tampão de diluição da enzima. Os resultados da b-galactosidase, por outro lado, mostraram que a enzima é pouco estável, apresentando redução da atividade (~30%) após HAP a 150 MPa quando processadas em pH não ótimo para atividade da enzima. Os resultados obtidos para a protease neutra, amiloglicosidase e glicose oxidase indicaram que o efeito da HAP foi dependente dos parâmetros utilizados no processo (pH, temperatura e pressão de homogeneização) e das condições utilizadas na medida de atividade (pH, temperatura e tempo de estocagem). Para estas três enzimas, significativos ganhos de atividade e/ou estabilidade foram observados para pelo menos uma das condições avaliadas, sendo que os mais importantes foram: (i) redução da temperatura ótima de atividade da protease neutra de 55 para 20ºC após HAP a 200 MPa, (ii) aumento da atividade da glicose-oxidase à 75ºC após HAP a 150 MPa, (iii) aumento da atividade residual entre 100 e 400% após armazenamento refrigerado de glicose-oxidase homogeneizada em diferentes pressões, (iv) aumento da atividade de amiloglicosidase à 80ºC após a HAP a 100 MPa. A reversibilidade das alterações observadas foi inferida pela avaliação da atividade da enzima após um período de repouso, sendo as alterações determinadas como reversíveis (protease neutra, glicose-oxidase, amiloglicosidase) ou irreversíveis (protease neutra, glicose-oxidase, b-galactosidase) em função dos parâmetros de processo. O efeito de processamentos sequenciais sobre a glicose oxidase, a protease e a amiloglicosidase também foi avaliado e os resultados demonstraram que, para a maioria das condições estudadas, a atividade da enzima se manteve igual à obtida após o primeiro ciclo de homogeneização ou apresentou uma redução. Uma exceção foram os resultados da glicose oxidase homogeneizada a 150 MPa por 3 vezes, que apresentou aumento de atividade de aproximadamente 150% em relação à enzima nativa. A partir dos resultados, conclui-se que o efeito da HAP é diferente para cada enzima e que as maiores alterações ocorrem em condições de atividade não ótima e para enzimas de estruturas mais complexas, como é o caso da glicose oxidase. Os resultados obtidos apresentam aplicação direta, para modificação e melhoria do desempenho de enzimas comerciais, e preenchem uma lacuna científica importante sobre o conhecimento dos efeitos do processo de HAP em enzimas / Abstract: High pressure homogenization (HPH) is a unitary operation capable to alter the conformation and, consequently, the functionality of polyssacharides, proteins and enzymes. This work aimed to study the HPH effects on activity and stability of five commercial enzymes intensively applied in food industry (x-amylase from Aspergillus niger, b-galactosidase from Kluyveromyces lactis, neutral protease from Bacillus subtilis, amyloglucosidase from A. niger and glucose-oxidase from A. niger). The activity of each enzyme was studied before and after HPH process (up to 200 MPa) at different temperatures and pH. Moreover, the process reversibility was indirectly determined by the activity measured after a rest period under refrigeration (8ºC).The results revealed that x-amylase was highly stable to HPH up to 150 MPa,independent on the pH or temperature used in the HPH process or the presence of calcium in buffer. On the other hand, the results of b-galactosidase indicated that enzyme was partially inactivated (~ 30%) after homogenization at 150 MPa when processed at non optimum pH. The HPH effects on neutral protease, amyloglucosidase (AMG) and glucose oxidase (GO) were dependent on the process parameters (pH, temperature and homogenization conditions) and the activity measurement conditions (pH, temperature and storage time). For these enzymes, it was observed activity and/or stability improvement after some process. The main improvements were: (i) change of the optimum temperature of neutral protease from 55 to 20ºC after HPH at 200 MPa, (ii) improvement of GO activity at 75ºC after HPH at 150 MPa, (iii) enzyme activity improvement between 100 and 400% after GO refrigerated storage, (iv) improvement on amyloglucosidase activity at 80ºC after HPH at 100 MPa. The reversibility of the HPH effects was evaluated after a rest period.The reversibility was dependent on the process parameters; but, in general, neutral protease, GO and AMG were reversible, while the results of neutral protease, GO and b-galactosidase were irreversible. The effects of sequential homogenization processes (sequential passes) on GO, AMG and neutral protease were evaluated and the results showed that the enzyme activity remained equal or reduced after 2 or 3 cycles of homogenization. An exception was the result obtained for GO homogenized at 150 MPa, which showed an activity improvement of 150% after three passes. The results evaluation of this research showed that HPH effects on enzymes were different for each enzyme. The main alterations occured at non optimum condition of enzyme activity and for enzymes with complex structure as the GO. The obtained results can be directly applied for improvement of enzyme industrial production. Also, the results enriched the scientific knowledge about the HPH effects on enzymes / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutora em Tecnologia de Alimentos

A doença de Chagas representa um problema de saúde pública em muitos países e regiões. O tratamento consiste em fármacos tóxicos, com eficácia discutível, principalmente, na fase crônica da doença. Assim, faz-se necessário o planejamento de novos quimioterápicos, mais seguros e eficazes. Os dendrímeros são novas arquiteturas moleculares formadas por um foco central e ramificações partindo desse foco. Apresentam diversas aplicações biológicas como, por exemplo, atuar como transportadores de fármacos. Face ao exposto, o objetivo deste trabalho foi o estudo de condições para ligar o ácido anacárdico (AA) em derivado dendrimérico com potencial ação na doença de Chagas, o qual tem como foco central o ácido succínico (AS) e ramificações compostas por arginina (Arg) e lisina (Lys). Sabe-se que a cruzaína, uma cisteíno-protease do T. cruzi, catalisa a hidrólise de ligação peptídica entre lisina e arginina. A síntese dos compostos em fase sólida forneceu os derivados brutos: (1) pró-fármaco AA-K-R-NH2 e (2) G.05 AA-K(AS)-R-NH2, que foram purificados e caracterizados por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência e espectrometria de massas. Os compostos purificados AA-K-R-NH2 e AA-K(AS)-R-NH2 apresentaram rendimentos de 34% e 47%, com pureza de 88% e 98%, respectivamente. Os resultados dos experimentos enzimáticos utilizando o AA-K-R-NH2 não foram conclusivos. Acredita-se que a baixa solubilidade e/ou baixa concentração podem ter contribuído para tal. Já na estabilidade química em pH 7,4 (que simula pH sanguíneo), pH 1,2 (que simula pH estomacal) e pH 8,5 (que simula pH intestinal), observou-se que o AA-K(AS)-R-NH2 foi estável durante as 24 h de ensaio. Estes últimos resultados são interessantes, pois espera-se que o pró-fármaco dendrimérico alcance o T. cruzi estruturalmente integro, sofrendo hidrólise e liberação do composto ativo no interior do parasita. / Chagas disease is a public health problem in many countries and regions. The treatment consists of toxic drugs, with debatable efficacy, mainly, in the chronic phase of the disease. Thus, it is necessary to plan new chemotherapeutics, safer and more effective than those drugs. Dendrimers are new molecular architectures composed by a central focus and branching from that focus. They present several biological applications, such as acting as drug carriers. Thereby, the goal of this work was the study of conditions to bind anacardic acid (AA) in a dendrimeric derivative with potential action in Chagas disease, which was composed by a central focus of succinic acid (AS) and branches of arginine (Arg) and lysine (Lys). Cruzain, a T. cruzi cysteine protease, is known to catalyze the peptide-binding hydrolysis between lysine and arginine. Synthesis of the solid phase compounds provided the crude derivatives: (1) prodrug AA-KR-NH2 and (2) G.05 AA-K(AS)-R-NH2, which were purified and characterized by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) and mass spectrometry. The purified AA-K-R-NH2 and AA-K(AS)-R-NH2 compounds showed yields of 34% and 47%, with purity of 88% and 98% respectively. The results of the enzymatic experiments using AA-K-R-NH2 were not conclusive. It is believed that the low solubility and/or low concentration may have contributed for this. On the chemical stability at pH 7.4 (which simulates blood pH), pH 1.2 (which simulates stomach pH) and pH 8.5 (which simulates intestinal pH), it was observed that AA-K(AS)R-NH2 was stable for 24 hours. These latter results are interesting because the dendrimeric prodrug is expected to reach structurally integral T. cruzi, undergoing hydrolysis and release of the active compound within the parasite.

Orientador: Glaucia Maria Pastore / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-13T13:08:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Quadros_CedenirPereirade_D.pdf: 2098145 bytes, checksum: bb56ba34ac3fa84f3dc7493e47485a6d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Na perspectiva de se tornar uma alternativa aos produtos já existentes para a indústria, foi proposto neste trabalho uma mistura inédita e original composta por uma lipase alcalina (LA) produzida por Fusarium oxysporum e biossurfatante (BS) produzido por Bacillus subtilis, a qual foi denominada de mistura LA/BS. O objetivo desta mistura foi remover materiais gordurosos de tecidos de algodão e de superfícies de aço inoxidável, assim como remover biofilmes de micro-organismos indesejáveis para a indústria de alimentos. Primeiramente, a mistura LA/BS foi submetida a uma caracterização e verificação da manutenção das propriedades individuais de cada composto quando submetida aos diferentes tratamentos físico-químicos. A lipase alcalina manteve sua atividade enzimática na presença de 0,0001 a 0,01% de biossurfatante. O tensoativo, na mistura LA/BS, manteve sua característica de reduzir a tensão superficial da água para valores em torno de 30 mN.m-1. Quando submetida a variações de temperatura (-4 a 30?C) por 24 h e de pH (6 a 10) por 48 h, a mistura LA/BS se mostrou bastante estável em suas propriedades, demonstrando um comportamento bastante semelhante ao encontrado na literatura. A concentração micelar crítica (CMC) do BS não foi alterada na presença da LA. A mistura não perdeu suas características frente a diversos sais inorgânicos (exceto pelo CuSO4 para LA e Fe3+ para o BS), agentes oxidantes, redutores, quelantes e preservantes de alimentos. Além disso, funcionou como um ótimo agente emulsificante na presença de diversos hidrocarbonetos e ?eos vegetais, apresentando um ?dice de emulsificação após 24 h (IE24) em torno de 60%. Subsequentemente, a lipase alcalina se apresentou mais estável frente a 0,1% de BS (98% de atividade residual) do que aos surfatantes sintéticos testados. Em seguida, avaliou-se a sua capacidade de remover azeite de oliva impregnado em tecidos de algodão em uma solução. Uma alíquota de 0,5 mg.ml-1 de LA foi capaz de remover 48% de gordura dos tecidos e 3 mg.ml-1 de BS cerca de 50%. A presença de 3 mg.ml-1 de BS no sistema contendo 0,5 mg.ml-1 de LA aumentou a remoção do azeite de oliva em 10%, demonstrando um efeito de sinergismo na mistura. Além disso, LA/BS teve um comportamento similar aos surfatantes alquil benzeno linear sulfonado (LAS) e o dodecil sulfato de sódio (SDS). Superfícies rígidas de aço inoxidável foram recobertas com diferentes tipos de gorduras como gordura suína, gordura de frango, manteiga e creme de leite como forma de simular situações vistas em frigoríficos e laticínios. A presença do BS e da mistura LA/BS, de uma forma geral, melhorou a remoção das gorduras presentes nas placas conforme aumenta a concentração dos compostos. A mistura LA/BS melhorou a remoção de gordura suína, de frango e de creme de leite em 30; 35,1 e 29%, respectivamente. A remo?o da manteiga foi a menos influenciada pelos detergentes. Como padrão de detergente foi utilizado o surfatante SDS na concentração de 1,5%. A atividade antimicrobiana da mistura LA/BS foi realizada por meio de ensaio quantitativo pela concentração inibitóia mínima (CIM). Entre todos os micro-organismos testados, somente Bacillus subtilis, Bacillus cereus e a Listeria innocua tiveram seus crescimentos afetados pela mistura. A bactéria B. cereus foi a mais sensível (CIM 0,013 mg.ml-1). Em adição, o efeito de sanitizantes contra L. innocua aderidas ao aço inoxidável foi determinado por contagem em placas. Este método demonstrou que a presença de biossurfatante ou da mistura melhorou a remoção das células aderidas em relação ao tratamento sem sanitizantes, reduzindo a contagem, em média, 0,97 log.cm-2. Entretanto, não houve diferença significativa entre os sanitizantes propostos e o detergente padrão SDS (p<0,05) / Abstract: Within the perspective of becoming an alternative to products already used in the industry, this study proposed an unprecedented and original mixture consisting of na alkaline lipase (AL) from Fusarium oxysporum and a biosurfactant (BS) from Bacillus subtilis, which will be called AL/BS mix. The aim of this mixture was to remove fatty residues from cotton fabrics and stainless steel surfaces, as well as to remove biofilms of undesirable microorganisms on rigid surface to food industry. Firstly, the AL/BS mix was submitted to a characterization to verify the preservation of each compound individual properties when submitted to different physical and chemical treatments. The AL kept its enzymatic activity in the presence of 0.0001 to 0.01% of biosurfactant. The tensoactive agent, in the AL/BS mix, kept its characteristic of reducing the superficial tension of aqueous solutions to values around 30 mN.m-1. When submitted to temperature (-4 to 30ºC for 24 h) and pH (6 to 10 for 48 h) variations, the AL/BS mix proved quite stable in its properties, showing a behavior very similar to the ones found in literature. The BS critical micelle concentration (CMC) did not change in AL presence. The mix did not lose its characteristics in the presence of several inorganic salts (except CuSO4 for AL and Fe3+ for BS), oxidizing, reducing, chelating and food preservative compounds. Apart from that, the AL/BS mix also proved an excellent emulsifying agent in the presence of several hydrocarbons and vegetable oils, showing emulsifying index around 60% after 24 h (EI24). Subsequently, the AL proved more stable in the presence of 0.1% BS (98% residual activity) than the tested synthetic surfactant, in the same concentrations. Next, the ability of the AL/BS mix to remove olive oil from cotton fabric in a solution was evaluated. The 0.5 mg.mL-1 AL managed to remove 48% of the oil from cotton fabrics and 3 mg.mL-1BS managed to remove approximately 50%. The presence of 3 mg.mL-1 BS in the system which contained 0.5 mg.mL-1 AL increased the olive oil removal by 10%, showing a synergy effect in the mixture. Apart from that, AL/BS mix had a similar performance to sodium linear alkyl benzene sulphonate (LAS) and sodium dodecyl sulphate (SDS) surfactants. Rigid stainless steel surfaces were covered with different types of fatty materials, such as pork fat, chicken fat, butter and whipped cream, to simulate situations existing in meat and dairy industries. The presence of BS and AL/BS mix, generally speaking, improved the fat removal from plates in pace with the increase of compounds concentration. The AL/BS mix improved the removal of pork and chicken fat, and whipped cream in 30, 35.1 and 29% respectively. Butter was the fat least influenced by detergents. Surfactant SDS concentration at 1.5% was used as detergent standard. This testing showed efficiency, sensitivity and it can be used to develop new formulations. The anti-microbial activity of AL/BS mix was carried out by minimum inhibitory concentration (MIC) quantitative assays. Among all tested microorganisms, only Bacillus subtilis, Bacillus cereus and Listeria innocua had their growth affected by the mixture. B. cereus bacteria was the most sensitive (MIC 0.013 mg.mL-1). Besides, the sanitizing effect against L. innocua that was attached to stainless steel was determined by plates counting. This assay proved that the presence of biosurfactant or the AL/BS mix improved the removal of adhered cells in relation to the treatment without sanitizers, reducing the count, in average, 0.97 log CFU.cm-2. However, there has not been a significant difference between the proposed sanitizers and the standard detergent SDS (p<0.05) / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos