A disponibilidade de nitrogênio no solo e o fornecimento de doses de potássio podem alterar a nutrição do capim-marandu, com reflexos diretos na morfologia, atividade de enzimas e acúmulo de poliaminas nas plantas. Objetivou-se: i) identificar a forma de nitrogênio e a dose de potássio que promovem a maximização dos atributos morfológicos da parte aérea e das raízes e, consequentemente, a produção de forragem do capim-marandu (Brachiaria brizantha cv. Marandu); ii) avaliar as concentrações de nitrogênio, nitrato, amônio, potássio, prolina, poliaminas e clorofila, além do valor SPAD e da redutase do nitrato nas folhas diagnósticas, em função da adubação de formas de nitrogênio com doses de potássio e iii) quantificar as transformações do nitrogênio do solo, em função da aplicação de formas de nitrogênio e adição de material vegetal de capim-marandu. Os experimentos foram realizados em duas etapas: a) em casa de vegetação onde as plantas de capim-marandu foram cultivadas em solo classificado como Neossolo Quartzarênico. Quatro formas de nitrogênio (nitrato, amônio, 70%nitrato+30%amônio e amídica) mais controle e quatro doses de potássio (0, 150; 300 e 450 mg dm-3) foram combinados em um fatorial completo 5x4. As unidades experimentais consistiram em 80 vasos e o delineamento experimental foi o de blocos inteiramente casualizados, com quatro repetições; b) em laboratório, seis combinações envolvendo formas de nitrogênio (nitrato e amônio enriquecidos com 15N e controle) e presença/ausência de material vegetal de capim-marandu foram avaliados em incubação aeróbica. Cada combinação foi repetida três vezes e todos foram incubados por oito períodos de avaliação (0, 1, 2, 4, 8, 12, 16 e 20 semanas) com o Neossolo Quartzarênico, em delineamento completamente causalizado. Os resultados demonstraram que o fornecimento de nitrogênio associado ao de potássio foi fundamental para elevar a produção de forragem e das raízes e a concentração desses elementos nas folhas diagnósticas do capim-marandu. A forma nitrato+amônio, na dose de potássio de 450 mg dm-3, proporcionou mais elevada área foliar, a qual foi determinante no incremento da produção de forragem. O fornecimento das formas de nitrato, nitrato+amônio e amídica, associados à máxima dose de potássio proporcionaram incrementos nos números de perfilhos e folhas, área foliar, e consequentemente na produção de forragem. O não fornecimento de nitrogênio e a aplicação na forma de amônio proporcionaram as mais baixas produções de forragem. O incremento das doses de potássio reduziu os sintomas de toxicidade de amônio nas plantas de capim. Os atributos produtivos do sistema radicular foram alterados positivamente pelas formas nitrato, nitrato+amônio e amídica e pelas doses de potássio. O valor SPAD foi incrementado pelas formas nitrato, nitrato+amônio e amídica e a aplicação de potássio de 336 mg dm-3 que resultou em 38 unidades SPAD. A concentração de clorofila de 35 ?g g-1 correspondeu à de nitrogênio total de 22,5 g kg-1. A enzima redutase do nitrato teve sua atividade aumentada com o incremento das doses de potássio e o fornecimento de nitrato+amônio. As concentrações de putrescina, espermidina, espermina e prolina aumentaram mediante o fornecimento de amônio e diminuíram com incremento das doses de potássio. Os baixos teores de 15NH4 + no solo após a segunda semana permitiram verificar que todo amônio foi imobilizado pelos microrganismos do solo, em todas as combinações. A aplicação de amônio, com material vegetal de capimmarandu, resultou nos mais elevados teores de amônio, aminoácido, aminoaçúcar e nitrogênio total hidrolisados. / Soil nitrogen availability and potassium supply rates can influence Marandu palisadegrass nutrition, with direct effect on the morphology, enzyme activity and polyamines accumulation in plants. This study aimed to: i) identify the nitrogen form and the potassium rate that maximizes the morphological attributes of shoots and roots, and consequently, the forage production of Marandu palisadegrass (Brachiaria brizantha cv. Marandu), ii) evaluate the nitrogen, nitrate, ammonium, potassium, proline, polyamines and chlorophyll concentration, as well as the SPAD value and the nitrate reductase activity in diagnostic leaves, as a function of nitrogen forms and potassium rates, and iii) quantify the soil nitrogen changes according to different forms of nitrogen and addition of Marandu residue. The experiments were carried out in two stages: a) in a greenhouse, where Marandu plants were grown in an Entisol. Four nitrogen forms (nitrate, ammonium, 70% nitrate+30% ammonium, urea) plus the control (no nitrogen) and four potassium rates (0, 150, 300 and 450 mg dm-3) were arranged in a 5x4 complete factorial design. The experimental units consisted on 80 pots. The twenty combinations were evaluated in a completely randomized block design with four replications; b) in the laboratory experiment, six combinations involving three forms of N (nitrate and ammonium enriched with15N atoms 1% and no nitrogen) and Marandu residue (presence/absence) were evaluated using aerobic incubation. Each combination was replicated three times and incubated under eight incubation periods (0, 1, 2, 4, 8, 12, 16 and 20 weeks) in an Entisol. In total, 144 experimental units were evaluated using a completely randomized design. The results from the first experiment showed that nitrogen supply associated with potassium rates were important for increasing the forage and roots biomass and the concentration of these elements in the diagnostic leaves. Nitrate+ammonium and potassium at 450 mg dm-3 provided with the largest leaf area, which was decisive for high forage production. The supply of nitrate, nitrate+ammonium and urea, associated with the maximum potassium rate resulted in increased number of tillers, leaves, leaf area, and consequently, increased forage production. Combinations involving ammonium and no nitrogen provided with the lowest forage production. High potassium rates were associated with less ammonium toxicity symptoms on the plants. The productive attributes of the root system were positively modified by nitrate, nitrate+ammonium and urea and by the high potassium rates. The SPAD value increased with nitrate, nitrate+ammonium and urea and potassium at 336 mg dm-3 resulted in 38 SPAD units. Chlorophyll concentration of 35 mg g-1 corresponded to a total nitrogen concentration of 22.5 g kg-1. Nitrate reductase activity increased with higher potassium rates and nitrate+ammonium supply. Higher concentrations of putrescine, spermidine, spermine and proline were observed with ammonium supply, but they decreased with higher potassium rates. The low concentration of 15NH4 + in the soil after the second week indicates that all ammonium was immobilized by soil microorganisms, for all combinations. The application of ammonium in combination with Marandu residue resulted in higher concentration of ammonium, amino acid, amino sugar and total nitrogen hydrolysates.

O desenvolvimento de alternativas aos combustíveis fósseis como fonte de energia é uma prioridade global. A biomassa celulósica representa uma alternativa para satisfazer a procura de bicombustíveis renováveis. O bagaço de cana-de-açúcar é um abundante subproduto proveniente da produção atual de etanol no Brasil. Tal subproduto pode ser hidrolisado a fim de se obter açúcares fermentáveis para a produção do etanol de segunda-geração. Porém, no processo de pré-tratamento são gerados diversos inibidores como ácido acético, furfural e hidroximetilfurfural que causam efeitos adversos para a levedura no processo de fermentação alcoólica. A adição de melaço ao hidrolisado é uma forma de diminuir os efeitos dos inibidores no metabolismo das leveduras e também permite uma fermentação com maior teor alcoólico contribuindo para um balanço energético favorável da destilação, contribui também com o fornecimento de nutrientes minerais e orgânicos necessários a levedura para um processo empregando reciclo de células. Assim, objetivou-se selecionar linhagens de Saccharomyces cerevisiae com melhores características de multitolerância ao hidrolisado a partir de cruzamento direcionado e cruzamento massal seguido de evolução adaptativa. Para tal, linhagens S. cerevisiae industriais CAT-1, BG-1, PE-2 e SA-1 foram esporuladas e mediante micromanipulação foram obtidos 604 haploides, que foram avaliados quanto ao crescimento (DO570nm) em substrato constituído por hidrolisado e melaço. Os haploides selecionados (25) tiveram o \"mating type\" determinado permitindo a realização de 51 cruzamentos direcionados, gerando 398 zigotos, que foram igualmente avaliados para o crescimento no meio seletivo. Paralelamente, foram realizados cruzamentos massais, resultando em 7 diferentes populações, as quais foram submetidas à evolução adaptativa por 25 gerações, sendo que os isolados selecionados de cada cruzamento foram avaliados em fermentação com reciclo de células. Quatro linhagens se destacaram como superiores aos parentais, evidenciando que a estratégia utilizada permitiu a obtenção de linhagens de S. cerevisiae com maior tolerância aos estresses impostos por um substrato para produção do etanol de segunda geração. / The development of alternatives to fossil fuels as a source of energy is a global priority. Cellulosic biomass is an alternative to meet the demand for renewable biofuels. The sugarcane bagasse, an abundant byproduct generated from ethanol production in Brazil, can be hydrolysed to obtain fermentable sugars to produce second-generation ethanol. However, inhibitors produced in the pre-treatment process such as acetic acid, furfural and hydroxymethylfurfural, cause adverse effects to the yeast in the fermentation process. Addition of molasses in the bagasse hydrolyzate is one way to reduce the effects of inhibitors in the metabolism of yeast and also could allow fermentation with higher alcohol content contributing to a favorable energy balance in the distillation, as well as providing minerals and organic nutrients for the yeast. The main goal of this study was to select strains of Saccharomyces cerevisiae with better features of multi-tolerance to the bagasse hydrolyzate by directed crossing and mass mating followed by adaptive evolution. For that S. cerevisiae lineages CAT-1, BG-1, PE-2 e SA-1 were sporulated and 604 haploid cultures were obtained by micromanipulation and evaluated for growth (OD 570nm) in the substrate consisting of hydrolyzate and molasses. Selected haploids (25) were identified regarding their \"mating type\" (a and α) and used in. 51 directed crossings generating 398 zygotes, which were rescued by micromanipulation and also evaluated for growth in the same selective medium. Mass mating were performed with 7 different haploid populations from the parental strains, followed by an adaptive evolution for 25 generations. The selected zygotes were then subjected to fermentation trails with cell recycling, resulting in 4 strains with superior traits when compared with the parentals, allowing to conclude that the used strategy was successful in obtaining hybrids of Saccharomyces cerevisiae with increased profile of tolerance towards a substrate for second-generation ethanol production.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruna.pdf: 2218151 bytes, checksum: 72c1c9063129258699329dd11860a24c (MD5) Previous issue date: 2013-02-21 / There are currently several studies aiming to convert plant biomass, which offers low cost and high generation in a sustainable and alternative energy source, thus adding economic value to the material. Lignocellulosic fibers, after passing through specific pretreatment of hydrolysis, originate fermentable sugars that can be biotransformed on second-generation ethanol. The breaking of this complex results in two main fractions, the cellulosic and the hemicellulosic fractions. The cellulosic one is still a challenge due to the cost, since it requires a pretreatment with high concentrations of acids and high thermal energy, and an enzymatic treatment too. The hemicellulosic fraction is more easily removable and it is composed primarily of xylose, but this sugar is not easily fermentable by traditional yeasts. The Pichia stipitis yeast has been studied due to its ability to use pentoses, appearing to be promising yeast for further industrial application. For this reason, this work aimed to evaluate fermentation parameters such as pH, temperature and agitation for ethanol production by Pichia stipitis ATCC 58376 in a medium consisting of the hemicellulosic hydrolyzate of sunflower meal, a by-product of sunflower oil extraction. In addition, the effects of inoculum adaptation were evaluated through the cultivation of cells in the hydrolyzed one and the reuse of the cells recovered at the end of the fermentation process. Sunflower meal was subjected to acid hydrolysis with sulfuric acid 6% (m/v), 120 atm in 20 min, resulting in a hemicellulosic hydrolyzate with 8.06 g.l-1 of glucose, 49.93 g.L-1 of xylose, 8.67 g.L-1 of arabinose, 3.55 g.L-1 of acetic acid, 0.031 g.L-1 of hydroxymethylfurfural, 0.033 g.L-1 of furfural, and 0.89 g.L-1 of phenols. The hydrolyzed one was detoxified by pH changes and adsorption with activated carbon to reduce or eliminate compounds formed during the hydrolysis, which are toxic to microbial metabolism. After this treatment, there was a reduction of 58% of acetic acid, and furfural, hydroxymethylfurfural and phenols were not detected in the hydrolyzate. Fermentations were conducted according to a factorial 33- DCCR, with 8 major tests, 6 axial and 3 central, totalizing 17 tests in different conditions of pH, temperature and agitation. Data analysis was performed using the STATISTICA 8.0 program. The tests showed no significant difference between them until the period of 72 hours, since in the test 14 (pH 5.0, 30ºC and 234 rpm) and in the 15, 16 and 17 central points (pH 5.0, 30° C and 150 rpm) it was verified the largest concentrations of ethanol, 13.31 g.L-1 and 13.28 g.L-1 respectively after 84 hours, regardless of the condition of the inoculum preparation. Efficiency and productivity were the same for the last five tests (13, 14, 15, 16 and 17): 0.45 g. g-1 and 0.185 g.l-1 .h-1after 84 hours of fermentation. The optimization of the process led to a final production of ethanol of 13.92 g.l-1, 4.38% higher than test 13, yield equivalent to the theoretical, 0, 51g.g-1, and productivity of 0.165 g.L-1.h-1 after 84 hours of fermentation. / Atualmente há vários estudos com objetivo de converter a biomassa vegetal, a qual apresenta baixo custo e alta geração, em uma fonte alternativa e sustentável de energia, agregando valor econômico à matéria. As fibras lignocelulósicas, após passarem por pré-tratamento específico de hidrólise, originam açúcares fermentescíveis que podem ser biotransformados em etanol de segunda geração. A quebra desse complexo resulta em duas frações principais: a celulósica e a hemicelulósica. A fração celulósica é ainda um desafio devido ao custo, já que esta requer um pré-tratamento com altas concentrações de ácidos e grande energia térmica e ainda um tratamento enzimático. A fração hemicelulósica é mais facilmente extraível e constituída principalmente por xilose, porém este açúcar não é facilmente fermentável por leveduras tradicionais. A levedura Pichia stipitis está sendo muito estudada devido a sua capacidade de utilizar pentoses, mostrando ser muito promissora para aplicação industrial. Por essa razão, este trabalho teve como objetivo avaliar parâmetros fermentativos como pH, temperatura e agitação para a produção de etanol por Pichia stipitis ATCC 58376, em meio constituído de hidrolisado hemicelulósico de farelo de girassol, um sub-produto da extração do óleo de girassol. Além disso, foram avaliados os efeitos da adaptação do inóculo pelo cultivo das células no hidrolisado e o reaproveitamento das células separadas ao final de repetições do processo fermentativo. O farelo de girassol foi submetido à hidrolise ácida com ácido sulfúrico 6% (m/v), 120 atm, por 20 min., resultando num hidrolisado hemicelulósico com 8,06 g.L-1 de glicose, 49,93 g.L-1 de xilose, 8,67 g.L-1 de arabinose, 3,55 g.L-1 de ácido acético, 0,031 g.L-1 de hidroximetilfurfural, 0,033 g.L-1 de furfural e 0,89 g.L-1 de fenóis. O hidrolisado foi destoxificado por alterações de pH e adsorção com carvão ativado, a fim de reduzir e/ou eliminar compostos formados durante a hidrólise, que são tóxicos ao metabolismo microbiano. Após esse tratamento, houve redução de 58% de ácido acético e o hidroximetilfurfural, furfural e fenóis não foram detectados no hidrolisado. As fermentações foram conduzidas segundo um esquema fatorial 33 - DCCR, com 8 ensaios principais, 6 axiais e 3 centrais, totalizando 17 ensaios, em diferentes condições de pH, temperatura e agitação. A análise dos dados foi realizada empregando-se o programa STATISTICA 8.0. Os ensaios apresentaram diferença significativa entre si até o período de 72 horas, sendo que no ensaio 14 (pH 5,0, 30ºC e 234 rpm) e nos ensaios 15, 16 e 17 nos pontos centrais (pH 5,0, 30 ºC e 150 rpm) foram verificadas as maiores concentrações de etanol, 13,31 g.L-1 e 13,28 g.L-1, respectivamente, em 84 horas e independentemente da condição de preparo do inóculo. O rendimento e a produtividade foram iguais para os cinco últimos ensaios (13, 14, 15,16 e 17), 0,45 g.g-1 e 0,185 g.L-1.h-1 em 84 horas de fermentação. A otimização do processo levou a uma produção final de etanol de 13,92 g.L-1, 4,38% superior ao ensaio 13, rendimento equivalente ao teórico: 0,51g.g-1 e produtividade de 0,165 g.L-1.h-1 em 84 horas de fermentação.

Peptídeos bioativos são de grande interesse tanto para a indústria farmacêutica como para a de alimentos e são obtidos a partir da hidrólise enzimática de várias fontes protéicas, como as do leite, glúten de milho, soja, e músculos de suínos, aves e peixes. Estes peptídeos podem desempenhar atividades benéficas para a saúde, entre elas, a regulação ou inibição de enzimas, com destaque à inibição da enzima conversora da angiotensina I (ECA). Esta enzima é responsável pela clivagem de dois importantes substratos envolvidos na regulação da pressão arterial, a angiotensina I e a bradicinina. Neste trabalho foi estudada a atividade inibitória da ECA em hidrolisados dos peixes tilápia tailandesa (Oreochromis niloticus - linhagem tailandesa) e corvina (Micropogonias furnien) . Os \"minced\" destes peixes foram hidrolisados com pepsina e proteases de Streptomyces griséus por 5 horas em condições ideais de pH e temperatura. A atividade inibitória foi avaliada pela medida da atividade residual da enzima sobre substrato sintético fluorescente. Os hidrolisados com um grau de hidrólise de cerca de 34% apresentaram atividade inibitória semelhante, com valor de IC50 = 0,040 e 0,036 mg proteína/mL, respectivamente para a tilápia e a corvina. Observou-se aumento da atividade inibitória com o progresso da hidrólise, sendo que este aumento também está relacionado com a especificidade das enzimas proteolíticas. Em outro experimento observou-se que os peptídeos presentes no hidrolisado de tilápia inibiram indistintamente os domínios C e N terminais da ECA, não demonstrando especificidade. A atividade inibitória dos hidrolisados foi mantida após submetê-los à ação de enzimas proteolíticas gastrointestinais, indicando a sua provável estabilidade \"in vivo\". Da mesma forma, o minced de tilápia quando incubado sucessivamente com pepsina/tripsina/quimotripsina produziu peptídeos ativos (IC50 = O,025mg proteína/mL). Apesar do reduzido grau de hidrólise obtido neste ensaio (17%), os peptídeos liberados apresentaram atividade inibitória elevada, confirmando que a atividade não está relacionada apenas com o grau de hidrólise, mas também com a sequência de aminoácidos, liberados em função da especificidade das enzimas. Concluiu-se que o consumo destes peixes, ou seus respectivos hidrolisados poderá eventualmente, auxiliar na prevenção e no tratamento não medicamentoso da hipertensão, embora estudos \"in vivo\" sejam necessários para comprovar as suas funções biológicas. / Bioactive peptides have been highly valued by pharmaceutical industries and by food industries as well. These peptides can be released by the enzymatic hydrolysis of various protein sources such as milk, com gluten, soybean, muscles of pigs, chicken and fish and have been recognized to exhibit important health benefits. Among these, the regulation or inhibition of enzymes, like the inhibition of the angiotensin I-converting enzyme (ACE) have been focused. This enzyme is responsible for the cleavage of two important substrates, angiotensin I and bradykinin, both of them involved with the regulation of blood pressure. In this study the inhibitory activity of hydrolysates from tilapia tailandesa (Oreochromis niloficus - linhagem tailandesa) and corvina (Micropogonias furnien) was evaluated. The hydrolysates of the minced fishes were produced in a 5-hour lasting controlled process under optimal conditions of pH and temperature by the sequential action of pepsin and enzymes from Streptomyces griseus. Inhibitory activity was evaluated by measuring the residual activity of the enzyme on a synthetic fluorescent peptidic substrate. The extent of hydrolysis was about 34% and the hydrolysates of tilapia and corvine showed similar inhibitory activity (IC50 of 0.040 and 0.036 mg protein/mL), respectively. An íncrease of activity proportional to the degree of hydrolysis was observed, as well as a relationship with the specificity of the enzymes used. In another experiment it was observed that the bioactive peptides present in the hydrolysate of tilapia did not show specificity for the C- and N-terminal catalytic domains of the angiotensin I-converting enzyme. The inhibitory activity of the hydrolysates was still active afier a further hydrolysis by gastrointestinal enzymes, which seems to indicate an eventual activity in vivo. In a similar way, when the minced tilapia was consecutively incubated with pepsine, trypsin, chymotrypsin active peptides were produced with an activity of IC50 = 0.025 mg protein/mL. Despite the low extend of hydrolysis of about 17%, a high inhibitory activity was observed confirming that activity is not only related to the degree of hydrolysis but also to the sequence of aminoacids and therefore, to the specificity of the enzymes as well. It was concluded that the intake of fish or fish hydrolysates has the potential to help control or to prevent hypertension by a non-drug food-based treatment.

No Brasil, vários grupos de pesquisa vêm se empenhando em desenvolver estratégias que visam ao aproveitamento da biomassa vegetal, principalmente biomassa de cana-de-açúcar, para a produção de etanol de segunda geração (2G), o que coloca o País numa posição de destaque no cenário internacional, na busca por alternativas para a produção de energia de forma sustentável e economicamente competitiva. Dentro deste contexto, este trabalho avaliou a obtenção de etanol 2G a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar pela levedura Scheffersomyces stipitis NRRL Y-7124, pela determinação das melhores condições de suplementação do meio de cultivo e das condições operacionais em processo descontínuo e descontínuo alimentado. Na etapa de estabelecimento da suplementação do meio de cultivo foi empregado um planejamento experimental fracionado 29-5 com três repetições no ponto central e um planejamento de mistura. As melhores condições foram (2,0 g/L) extrato de levedura, (0,5 g/L) fosfato de potássio, (0,5 g/L) peptona, (0,5 g/L) sulfato de magnésio e (0,01 g/L) sulfato de zinco. Quanto ao estabelecimento das condições operacionais pHinicial, agitação e vazão de ar em biorreator, utilizou-se um planejamento central composto rotacional com três repetições no ponto central. As melhores condições encontradas foram pHinicial 6,0, agitação 225 rpm e aeração 0,45 vvm obtendo-se um fator de conversão em etanol (YP/S) de 0,23 g/g e produtividade (QP) de 0,18 g/L/h. Posteriormente foram realizados processos de fermentação descontínua e descontínua alimentada empregando-se as melhores condições definidas. No processo descontínuo, observou-se a produção de 9,94 g/L de etanol, correspondendo a valores de QP de 0,28 g/L/h, enquanto a utilização do processo descontínuo alimentado resultou em favorecimento de 37,3%, 75% nos valores de etanol formado (13,75 g/L), QP (0,49 g/L/h), respectivamente. Os resultados indicaram que um meio de cultivo suplementado com adição de poucos nutrientes aliado ao emprego de fermentação em modo descontínuo alimentado é uma estratégia promissora para a produção de etanol 2G a partir de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana. / In Brazil, research groups have been striving to develop strategies aimed at the use of plant biomass, and second generation ethanol has made the country a leader in this area. Energy and sustainability solutions are key to making this technology more competitive to meet the growing demand for biofuels. In this work, the acquisition of 2G ethanol from sugarcane hemicellulose hydrolyzate in culture medium optimized by Scheffersomyces stipitis NRRL Y-7124 yeast residue was evaluated. Simple batch and fed batch operational conditions were evaluated for use in bioprocesses. Experiments were performed in Erlenmeyer flasks with medium containing sugarcane bagasse hemicellulose hydrolyzate, which was detoxified using the yeast Scheffersomyces stipitis NRRL Y-7124, in order to optimize the culture medium according to a fractional factorial design of 29-5, with three repetitions at the midpoint, and a mix plan. The best optimized conditions were yeast extract (2.0 g/L), potassium phosphate (0.5 g/L), peptone (0.5 g/L), magnesium sulfate (0.5 g/L) and zinc sulfate (0.01 g/L). Soon after, pHinicial variables, agitation, and air flow rate were optimized in the bioreactor using a central composite rotational design with three repetitions at the midpoint. The best conditions were found with pHinicial at 6.0, agitation at 225 rpm and aeration at 0.45 vvm, which obtained a YP/S of 0.23 g/g and a QP of 0.18 g/L/h. The performance of Scheffersomyces stipitis yeast in a discontinuous fed-batch process with optimized conditions were also evaluated. In the process, the simple batch reached a 9.94 g/L ethanol production a QP of 0.28 g/L/h. While yeast performance in the fed-batch process was resulted in improvement 37.3%, 75% ethanol formed values (13.75 g/L), and productivity (0.49 g/L/h), respectively. The results indicated that the culture medium supplemented with addition of a few nutrients together with the use of fermentation in fed-batch is a promising for the production of 2G ethanol from sugarcane bagasse hemicellulose hydrolysate.

O Brasil é um grande produtor de commodities alimentícias, e hoje o desenvolvimento da indústria de ingredientes para a geração de insumos de maior valor agregado a partir destas matérias-primas é uma área pouco explorada pelas indústrias brasileiras. O arroz se destaca no agronegócio brasileiro, já que o país figura como o nono maior produtor mundial. O arroz quebrado é um coproduto do beneficiamento do arroz branco polido. Este estudo teve como objetivo propor e avaliar um processo de obtenção de concentrados e hidrolisados proteicos de arroz, contribuindo na oferta de estratégias para o desenvolvimento tecnológico do setor no Brasil. Adicionalmente, deseja-se auxiliar na valoração do coproduto arroz quebrado, alimento de baixo valor comercial, base para a geração de matérias-primas já encontradas internacionalmente, e que apresentam grande potencial de desenvolvimento no mercado brasileiro. Dentro deste contexto, buscou-se estudar a aplicação da tecnologia de membranas neste processo, por ser uma tecnologia limpa, de baixo consumo energético, já bem estabelecida e com aplicações crescentes na indústria de alimentos. O estudo iniciou com a avaliação da eficácia de um método rápido de extração alcalina de amido e proteína de arroz, no qual foi utilizada farinha de arroz derivada de arroz quebrado como matéria-prima, ao invés dos grãos quebrados, como no método tradicional. Nesse estudo, a partir do uso de uma razão substrato:solvente de 1:15, a etapa de extração foi realizada em estágio único a 30 oC em apenas 30 minutos – um curto tempo de extração se comparado ao método alcalino tradicional (24-48h). O rendimento da extração proteica com estas condições foi bastante elevado, atingiu 81,4 %. Observou-se ser possível realizar uma extração eficiente, com a minimização das reações indesejadas causadas pelo meio alcalino. Na segunda etapa foram avaliadas as propriedades funcionais do concentrado proteico obtido a partir do método rápido de extração alcalina. Além disso, suas propriedades foram comparadas com as de dois concentrados proteicos comerciais produzidos por extração enzimática. Foi observado que todos os concentrados proteicos avaliados apresentaram pobres propriedades funcionais, devido sobretudo a suas baixas solubilidades em condições de pH próximas à neutralidade e levemente ácidas, concluindo-se ser necessário estudos que visem a melhoria da solubilidade destas proteínas quando se busca uma aplicação mais abrangente das mesmas como ingredientes. Os resultados obtidos na primeira etapa deste estudo motivaram inicialmente o emprego da microfiltração na separação das correntes de amido e proteína do extrato alcalino, analisando a possibilidade de se obter um amido com elevada pureza e uma corrente de permeado contendo a proteína extraída. A análise global dos resultados obtidos nesse trabalho permite que seja destacado que a escolha da microfiltração para o processo de separação do amido e da proteína de arroz deve ser avaliada com cautela. Na quarta etapa deste estudo avaliou-se a aplicação da hidrólise enzimática parcial do concentrado proteico na solubilização da proteína de endosperma de arroz. A hidrólise parcial, realizada com Alcalase®, permitiu a solubilização de 40 % da proteína originalmente presente na suspensão de proteína extraída pelo método alcalino. Os peptídeos solúveis gerados apresentaram massa molar média de 1,18 ± 0,33 kDa, solubilidade proteica superior a 88,5 % na faixa de pH de 3 a 7 e boa capacidade de formação de espuma, apesar de formarem uma espuma de baixa estabilidade. Neste estudo o hidrolisado proteico foi concentrado e purificado por ultrafiltração, o que permitiu a redução de 68 % do conteúdo de sódio do produto. Concluiu-se que neste estudo foi possível propor um processo produtivo que permitiu a obtenção de ingredientes com adequadas propriedades nutricionais e funcionais a partir do coproduto arroz quebrado. / The Brazil is a large producer of food commodities, and today the development of the industry of ingredients to add value to these raw materials is an area little explored by the Brazilian industries. Rice stands out in the Brazilian agribusiness, as the country is the ninth largest producer. The broken rice is a byproduct derived from the processing of polished rice. This study aimed to propose and evaluate a process of obtaining rice protein concentrates and hydrolysates contributing to offer strategies for the technological development of the sector in Brazil. Additionally, it aims to assist in the valuation of the byproduct broken rice, a low commercial value food which is the basis for the generation of raw materials already found internationally, and which have great potential in the Brazilian market. Within this context, it sought to study the application of membrane technology in this process, because it is a clean, low-energy, well-established technology, with growing applications in the food industry. The study began with the evaluation of the effectiveness of a fast alkaline extraction method for obtaining rice starch and protein, using rice flour derived from broken rice as raw material, instead of broken grains, as in the traditional method. In this study, with the use of a substrate:solvent ratio of 1:15, the extraction step was performed in a single stage at 30 °C in 30 minutes - a short extraction time compared to traditional alkaline method (24-48h). The yield of protein extraction with these conditions was very high, reached 81.4%. It was possible to perform an efficient extraction, with the minimization of undesired reactions caused by the alkaline medium. In the second stage of this study were evaluated the functional properties of the protein concentrate obtained by the fast alkaline extraction method. In addition, their properties were compared with two commercial concentrated protein produced by enzymatic extraction. It was observed that all the evaluated protein concentrates showed poor functional properties, mainly due to their low solubility at pH conditions close to neutrality and slightly acidic, concluding that it is necessary studies aimed to improve the solubility of these proteins in order to seek more applications of this ingredient. The results obtained in the first step of this study initially motivated the use of microfiltration to separate the starch and protein chains of the alkali extract, analyzing the possibility of obtaining a starch with high purity and a permeate stream containing the extracted protein. The global analysis of the results obtained in this work allows it to be noted that the choice of microfiltration for the separation process of starch and rice protein should be evaluated with caution. In the fourth stage of this study was evaluated the application of the partial enzymatic hydrolysis in solubilization of rice endosperm protein. The partial hydrolysis performed with Alcalase allowed solubilization of 40% of the protein originally present in the protein suspension extracted by the alkaline method. The generated soluble peptides had molecular weight average of 1.18 ± 0.33 kDa, protein solubility higher than 88.5 % in the pH range 3 to 7, and good foaming ability, while forming a low stable foam. In this study, the protein hydrolyzate was concentrated and purified by ultrafiltration, allowing 68 % reduction in the sodium content of the product. It is concluded that in this study was proposed a production process allowing obtaining ingredients with suitable nutritional and functional properties from the byproduct broken rice.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-12T14:54:13Z No. of bitstreams: 1 BRUNO RAFAEL PEREIRA NUNES - DISSEERTAÇÃO PPGEQ 2011..pdf: 859694 bytes, checksum: bacdea10710b33aa5a5be8070e2ac852 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-12T14:54:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BRUNO RAFAEL PEREIRA NUNES - DISSEERTAÇÃO PPGEQ 2011..pdf: 859694 bytes, checksum: bacdea10710b33aa5a5be8070e2ac852 (MD5) Previous issue date: 2011 / Por motivos econômicos, geopolíticos e ambientais as atenções do mundo se voltam para as fontes alternativas de energia. As iniciativas nacionais contemplam o desenvolvimento de novas tecnologias com base na biomassa lignocelulósica, proporcionando assim a sua utilização como matéria-prima no processo de obtenção do bioetanol. Devido à dificuldade encontrada na fermentação, por causa do surgimento de substâncias inibidoras durante a hidrólise ácida, este trabalho teve como objetivo estudar a utilização de argilas com ocorrência no estado da Paraíba, bentonita e vermiculita, para adsorver furfural e hidroximetilfurfural, inibidores presentes no licor hidrolisado. Testes preliminares foram realizados utilizando as argilas vermiculita natural e organofílica e as argilas bentonita verde claro e justina. Durante a realização destes testes mediu-se a quantidade de adsorbato no início e ao término dos ensaios utilizando-se um espectrofotômetro a 284 nm, para que com estes valores pudéssemos calcular a quantidade de cada inibidor adsorvido (q) e removido (%R) por cada argila. Observou-se que as argilas vermiculita natural e organofílica adsorveram quantidades de furfural maiores que as argilas bentonita, 22,95 e 13,36 (mg/g), respectivamente. Novos experimentos foram realizados com estas argilas utilizando como ferramenta o planejamento fatorial 2² com três repetições no ponto central, objetivando-se avaliar a influência do pH e da massa de adsorvente em relação a capacidade de adsorção q(mg/g) e de remoção (%R), onde se verificou a necessidade da utilização de um planejamento estrela, uma vez que houve influência da curvatura. Observou-se também que, independente da argila utilizada, se obteve quantidades semelhantes de inibidor adsorvidas, mostrando que a utilização da vermiculita natural torna-se mais viável, uma vez que a obtenção da vermiculita organofílica requer procedimentos dispendiosos. Durante a realização dos experimentos do planejamento estrela, utilizando vermiculita natural, acompanhou-se a cinética do processo analisando-se o comportamento da concentração de inibidores com o tempo, onde se constatou, na maioria dos experimentos, uma diminuição maior, nos minutos iniciais, seguida por uma região de estabilidade, em torno de 30 minutos, e um aumento das concentrações nos minutos finais. Após a realização do planejamento verificou-se a influência dos fatores estudados na adsorção de furfural e HMF e pôde-se concluir que, segundo esta análise, a massa de adsorvente apresenta influência apenas sobre a quantidade adsorvida (q) dos inibidores para a argila utilizada, e que o pH não influenciou em nenhuma resposta deste processo. A quantidade de inibidor removida pelos adsorventes estudados é baixa quando se compara com outros métodos utilizados, porém a sua combinação com alguns destes métodos pode gerar melhores resultados. / For economic, geopolitical and environmental reasons the world attention turned to alternative sources of energy. National initiatives include the development of new technologies based on lignocellulosic biomass, thus allowing for its use as feedstock in the process of production of bioethanol. Due to the difficulty encountered in the fermentation, because of the appearance of inhibitors during hydrolysis, this work aims at studying the use of clays occurring in the state of Paraiba, bentonite and vermiculite, to adsorb furfural and hydroxymethylfurfural, inhibitors present in the liquor hydrolyzed. Preliminary tests were conducted using natural and organophilic vermiculite clays and light green and justina bentonite clays. During this testing was measured the amount of adsorbate at the beginning and end of the tests using a spectrophotometer at 284 nm, so that these values could calculate the amount of each inhibitor adsorbed (q) and removed (%R) for each clay. It was observed that the clays and organophilic natural vermiculite adsorbed larger amounts of furfural that bentonite clays, 22.95 and 13.36 (mg / g), respectively. New experiments were performed with these clays using the tool as 2² factorial design with three replications at the central point, aiming to evaluate the influence of pH and adsorbent mass for the adsorption capacity q (mg/g) and removal (%R), where was observed a need to use a star planning, since was influence of the curvature. It was also noted that regardless of the clay used was obtained similar amounts of adsorbed inhibitor, showing that the use of natural vermiculite becomes more feasible, since the achievement of organophilic vermiculite requires more procedures. During the realization for experiments from the star planning , using natural vermiculite, was followed by the kinetic of the process for the analyzing the behavior of the concentration of inhibitors over time, where we found, in most experiments, a greater decrease in opening minutes followed by a region of stability, about 30 minutes, and an increase in concentrations in the final minutes. After the completion of planning there was the influence of the factors studied in the adsorption of furfural and HMF and it was concluded that under this analysis, the adsorbent mass has influence only on the amount adsorbed (q) inhibitors for the clay used And that the pH did not influence this process in any response. The amount of inhibitor removed by adsorbents studied is low when compared with other methods, but its combination with some of these methods can produce better results.

Submitted by Viviane Lima da Cunha (viviane@biblioteca.ufpb.br) on 2016-02-22T15:25:54Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1326791 bytes, checksum: 047e6cb846e3a375011e97377274ccc0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-22T15:25:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1326791 bytes, checksum: 047e6cb846e3a375011e97377274ccc0 (MD5) Previous issue date: 2015-03-24 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The reactive oxygen species (ROS) are generated through reactions physiologically normal in the human organism during the respiratory process and perform various functions such as signage and providing defense against infections. However, in excessive amounts the ROS cause cellular damage and are involved in the initiation or progression of degenerative chronic diseases. In contrast, the antioxidant agents play a vital role for reduce the processes oxidative in the organism. Among them are hydrolyzed peptides from protein sources and, that demonstrate antioxidant activity. However, it is necessary the hydrolytic process for release of small fragments of amino peptide with the capacity to reduce the ROS. However, the conditions of hydrolysis employed such as type of enzyme, enzyme concentration, pH, time and temperature can influence the formation of peptides with antioxidant properties. Thus, this study aimed to obtain hydrolyzed from okra seed proteins using Alcalase® hydrolytic enzyme in different conditions and evaluate the antioxidant capacity of the hydrolysates produced. Using a Central Composite Rotatable Design (CCRD), was evaluated the influence of independent variables: enzyme concentration (EC) and hydrolysis time (T), on the dependent variables: degree of hydrolysis (DH), protein recovery efficiency (PRE), total antioxidant capacity (TAC) and scavenging of radicals radicais 2.2’-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline)-6-sulfonic acid (ABTS) e 2.2-diphenyl-1-picrilidrazil (DPPH). The results showed that the increase in EC and T influenced positively on DH and TAC and only increased T influenced on the PRE, the ability of eliminating radical ABTS and DPPH were not influenced by the independent variables. It was verified that the increased TAC is directly into proportional to the increase in DH. The electrophoretic profile revealed that okra seed protein concentrate (OSPC), presents protein bands with relative masses above 38 kDa and less than 8.5 kDa. It was also found, the efficiency of the process of hydrolysis by Alcalase®, evidenced by the disappearance of most of the protein bands and the appearance of peptides of molecular mass < 3.5 kDa in hydrolysates with a higher DH. The OSPC showed lower TAC and ability of the ABTS and DPPH radical scavenger in comparison to the hydrolysates obtained. The best operating conditions of the independent variables (EC and T) obtained in the optimization study, using the methodology CCRD was possible to obtain a hydrolyzate considered optimal, the enzyme concentration was 2% and time of hydrolysis of 300 min, in this condition the hydrolyzed resulted in increased DH (19.32%), TAC (51.54%) and significant results for DPPH (52.60%) and ABTS (73.04%). The hydrolyzed great presented a considerable content of amino acids with ability to donate protons and electrons, especially acids (32.90 g/100 g of protein), hydrophobic (38.58 g/100 g of protein) and aromatic (9.43 g/100 g of protein). The results show that the protein hydrolyzate of okra seed emerges as a promising bioactive compound, with antioxid capacity. However, other studies are needed to assess the effects that the hydrolysate can produce in vivo, in order to verify the effectiveness of antioxidant activity in the human organism. / As espécies reativas de oxigênio (EROs) são geradas através de reações fisiologicamente normais no organismo humano durante o processo respiratório e exercem diversas funções como sinalização e fornecimento de defesa contra infecções. No entanto, em quantidades excessivas as EROs causam dano celular e estão envolvidas na iniciação ou progresso de doenças crônicas degenerativas. Em contrapartida, os agentes antioxidantes desempenham um papel vital para reduzir os processos oxidativos no organismo. Dentre os quais destacam-se hidrolisados e peptídeos oriundos de fontes proteícas, que demonstram atividade antioxidante. Porém, se faz necessário o processo hidrolítico para que ocorra a liberação dos pequenos fragmentos de peptídeos com capacidade em reduzir as EROs. Todavia, as condições de hidrólise empregadas tais como tipo de enzima, concentração enzimática, pH, tempo e temperatura podem influenciar a formação de peptídeos com propriedades antioxidantes. Desta forma, esse estudo objetivou obter hidrolisado a partir das proteínas de sementes de quiabo com uso da enzima Alcalase® em diferentes condições hidrolíticas e avaliar a capacidade antioxidante dos hidrolisados produzidos. Utilizando um delineamento composto central rotacional (DCCR), foi avaliada a influência das variáveis independentes: concentração enzimática (CE) e tempo de hidrólise (T), sobre as variáveis dependentes: grau de hidrólise (GH), rendimento da recuperação de proteínas (RRP), capacidade antioxidante total (TAC) e sequestro dos radicais 2,2’-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline)-6-sulfonic acid (ABTS) e 2,2-diphenyl-1-picrilidrazil (DPPH). Os resultados mostraram que o aumento da CE e T influenciaram positivamente sobre o GH e TAC e apenas o aumento do T influenciou no RRP, a capacidade de eliminação dos radicais ABTS e DPPH não foram influenciadas pelas variáveis independentes. Foi verificado que o aumento da TAC é diretamente proporcional ao aumento do GH. O perfil eletroforético revelou que o concentrado proteico de sementes de quiabo (CPSQ) apresenta bandas proteícas com massas relativas acima de 38 kDa e menor que 8,5 kDa. Foi constatado ainda a eficiência do processo de hidrólise pela Alcalase®, através do desaparecimento da maioria das bandas proteicas e aparecimento de peptídeos de massa molecular < 3,5 kDa nos hidrolisados com maior GH. O CPSQ apresentou menor TAC e capacidade sequestrante dos radicais ABTS e DPPH em comparação aos hidrolisados obtidos. Operando-se as melhores condições das variáveis independentes (CE e T) obtidas no estudo de otimização, a partir da metodologia do DCCR foi possível obter um hidrolisado considerado ótimo, cuja concentração enzimática foi de 2% e tempo de hidrólise de 300 min, nesta condição o hidrolisado resultou em maior GH (19,32%), TAC (51,54%) e resultados expressivos para DPPH (52,60%) e ABTS (73,04%). O hidrolisado ótimo apresentou um teor considerável de aminoácidos com capacidade em doar prótons e elétrons, destacando-se os ácidos (32,90 g/100g de proteína), hidrofóbicos (38,58 g/100g de proteína) e aromáticos (9,43 g/ 100g de proteína). Os resultados evidenciam que o hidrolisado proteico de sementes de quiabo surge como um composto bioativo promissor, com capacidade antioxidante. No entanto, outros estudos são necessários para avaliar os efeitos que o hidrolisado pode produzir in vivo, no intuito de constatar a efetividade da atividade antioxidante no organismo humano.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-09-04T14:55:31Z No. of bitstreams: 1 arquivotal.pdf: 1914187 bytes, checksum: 451665c737c19a32a97906a57d305870 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T14:55:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivotal.pdf: 1914187 bytes, checksum: 451665c737c19a32a97906a57d305870 (MD5) Previous issue date: 2017-06-02 / The chicken’s comb and wattle are part of the by-products they are composed of a large number of collagenous proteins, they are considered a promising source for obtaining bioactive peptides. The objective of this thesis was to develop a technical procedure aimed at making better use of the chicken’s comb and wattle. For this, the authors carried out studies on the protein hydrolysis of a comb/wattle mixture (1:1 w/w), focusing on the production of peptides with bioactivities such as iron chelation and antioxidant capacity. At first, the following were evaluated: centesimal composition, mineral profile and protein quality (percentage of collagen, percentage of total amino acids and free amino acids, hydrophobicity profile and electrophoretic profile) of the comb, the wattle and a mixture of both (1:1 w/w). These by-products displayed a high protein concentration (61 to 83% dry base), especially proteins of collagenous origin (47 to 51% dry base). The amino acid profile presented a high level of glutamic acid (10.01 g/100g) aspartic acid (7,38 g/100g), glycine (9,05 g/100g). The minerals iron (8 mg/100g), phosphorus (337 mg/100g) and zinc (2,62 mg/100g) were present in high amounts, which emphasizes the byproducts as an excellent sources of these nutrients. Considering the protein quality of the chicken’s comb and wattle, and the absence of studies regarding their use in functional products, a study was then carried out to evaluate the obtaining of peptides from these by-products. Firstly, comparative analysis of proteolytic activity was carried out in order to select the enzyme (Alcalase, Flavourzyme, Protamex, Brauzyn and Colagenase) to be used in the hydrolysis of the comb and wattle mixture (1:1 w/w). The enzyme Alcalase displayed the highest degree of hydrolysis (DH = 19%) when compared to the other proteases (DH < 3%). After selecting the enzyme, the next step was to optimize the Alcalase hydrolysis process. The researchers selected the samples with the lowest degree of hydrolysis (< DG: enzyme substrate ratio of 1% and 60 min of hydrolysis) and the highest degree of hydrolysis (> DG: enzyme substrate ratio of 5% and 240 min of hydrolysis). These experimental samples were analyzed for their protein profile, (percentage of total amino acids and free amino acids, hydrophobicity profile and electrophoretic profile), mineral profile and were characterized according to their iron chelating and antioxidant (ABTS, DPPH e FRAP) capacities. The hydrolysate with the higher DH exhibited a higher quantity of peptides with low molecular weight and hydrophilic character, as well as a higher quantity of free amino acids. The minerals Fe, F and Zn were present in quantities that allow the samples to be characterized as sources. As for bioactivity, they showed excellent Fe2+ chelation capacity (> 94%) and antioxidant activity through the inhibition of ABTS● (> 46%), DPPH● (> 41%) and FRAP through the reduction of Fe3+ (> 95 mg/100g trolox equivalent). Comb and wattle have the potential to be used in the production of hydrolysates and are also sources of minerals and peptides with bioactivities antioxidant capacity and iron chelating. As a result of these studies, the process patent BR 10 2016 027430 3 was registered. / A crista e a barbela do frango fazem parte dos subprodutos que apresentam elevada quantidade de proteínas colagenosas, sendo consideradas matérias-primas promissoras para a obtenção de peptídeos bioativos. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver procedimento tecnológico voltado a um melhor aproveitamento dos subprodutos cristas e barbelas de frango. Para tanto foram realizados estudos de hidrólise proteica da mistura de crista e barbelas (1:1 p/p) para produção de peptídeos com bioatividades de quelação ao mineral ferro e capacidade antioxidante. Inicialmente foi avaliada a composição centesimal, perfil de minerais e a qualidade proteica (% colágeno, % aminoácidos totais e livres, perfil de hidrofobicidade e perfil eletroforético) da crista, barbelas e sua mistura (1:1 p/p). Estes subprodutos apresentaram elevada concentração de proteínas (61 a 83% b.s.) com destaque para as proteínas de origem colagenosa (47 a 51% b.s.). O perfil de aminoácidos apresentou elevado teor de ácido glutâmico (10,01 g/100g), ácido aspártico (7,38 g/100g), glicina (9,05 g/100g). Os minerais ferro (8 mg/100g), fósforo (337 mg/100g) e zinco (2,62 mg/100g) também foram encontrados em grandes quantidades nos subprodutos, destacando-se como fontes destes nutrientes. Foi realizada uma analise comparativa de melhor atividade proteolítica para seleção da enzima (Alcalase, Flavourzyme, Protamex, Brauzyn e Colagenase), a ser utilizada na hidrolise da mistura crista e barbelas (1:1 p/p). A enzima Alcalase apresentou o maior grau de hidrólise (DH = 19%) em comparação com as demais proteases (DH < 3%). Definida a enzima foi realizada a otimização do processo de hidrólise com a Alcalase. Mediante a avaliação foram selecionados os experimentos que obtiveram o menor grau de hidrólise (< GH: relação enzima substrato de 1% e 60 min de hidrólise) e o maior grau de hidrólise (> GH: relação enzima substrato de 5% e 240 min de hidrólise). Os hidrolisados selecionados foram analisados em relação ao seu perfil proteico (% aminoácidos totais e livres, perfil de hidrofobicidade e perfil eletroforético), perfil de minerais e caracterizados quanto a sua capacidade quelante ao ferro e antioxidante (ABTS, DPPH e FRAP). O hidrolisado de >GH exibiu maiores quantidades de peptídeos com baixo peso molecular e caráter hidrofílicos, além de maiores quantidades de aminoácidos livres. Ambos os hidrolisados (> GH e < GH) apresentaram concentrações de minerais que os caracterizam como fontes Fe, F e Zn. Quanto a bioatividade os hidrolisados exibiram capacidade quelante ao Fe2+ (> 94%) e atividade antioxidante através da inibição dos radicais ABTS● (> 46%), DPPH● (> 41%) e FRAP 9 por redução do Fe3+ (> 95 mg / 100 g equivalente trolox). As cristas e barbelas apresentam potencial para elaboração de hidrolisados, fonte de minerais e peptídeos funcionais com bioatividades, como capacidade antioxidante e capacidade quelante ao mineral ferro. Com isto foi registrado a patente de processo de obtenção dos peptídeos bioativos da mistura de crista e barbela de frango - BR 10 2016 027430 3.

O Brasil é um grande produtor de commodities alimentícias, e hoje o desenvolvimento da indústria de ingredientes para a geração de insumos de maior valor agregado a partir destas matérias-primas é uma área pouco explorada pelas indústrias brasileiras. O arroz se destaca no agronegócio brasileiro, já que o país figura como o nono maior produtor mundial. O arroz quebrado é um coproduto do beneficiamento do arroz branco polido. Este estudo teve como objetivo propor e avaliar um processo de obtenção de concentrados e hidrolisados proteicos de arroz, contribuindo na oferta de estratégias para o desenvolvimento tecnológico do setor no Brasil. Adicionalmente, deseja-se auxiliar na valoração do coproduto arroz quebrado, alimento de baixo valor comercial, base para a geração de matérias-primas já encontradas internacionalmente, e que apresentam grande potencial de desenvolvimento no mercado brasileiro. Dentro deste contexto, buscou-se estudar a aplicação da tecnologia de membranas neste processo, por ser uma tecnologia limpa, de baixo consumo energético, já bem estabelecida e com aplicações crescentes na indústria de alimentos. O estudo iniciou com a avaliação da eficácia de um método rápido de extração alcalina de amido e proteína de arroz, no qual foi utilizada farinha de arroz derivada de arroz quebrado como matéria-prima, ao invés dos grãos quebrados, como no método tradicional. Nesse estudo, a partir do uso de uma razão substrato:solvente de 1:15, a etapa de extração foi realizada em estágio único a 30 oC em apenas 30 minutos – um curto tempo de extração se comparado ao método alcalino tradicional (24-48h). O rendimento da extração proteica com estas condições foi bastante elevado, atingiu 81,4 %. Observou-se ser possível realizar uma extração eficiente, com a minimização das reações indesejadas causadas pelo meio alcalino. Na segunda etapa foram avaliadas as propriedades funcionais do concentrado proteico obtido a partir do método rápido de extração alcalina. Além disso, suas propriedades foram comparadas com as de dois concentrados proteicos comerciais produzidos por extração enzimática. Foi observado que todos os concentrados proteicos avaliados apresentaram pobres propriedades funcionais, devido sobretudo a suas baixas solubilidades em condições de pH próximas à neutralidade e levemente ácidas, concluindo-se ser necessário estudos que visem a melhoria da solubilidade destas proteínas quando se busca uma aplicação mais abrangente das mesmas como ingredientes. Os resultados obtidos na primeira etapa deste estudo motivaram inicialmente o emprego da microfiltração na separação das correntes de amido e proteína do extrato alcalino, analisando a possibilidade de se obter um amido com elevada pureza e uma corrente de permeado contendo a proteína extraída. A análise global dos resultados obtidos nesse trabalho permite que seja destacado que a escolha da microfiltração para o processo de separação do amido e da proteína de arroz deve ser avaliada com cautela. Na quarta etapa deste estudo avaliou-se a aplicação da hidrólise enzimática parcial do concentrado proteico na solubilização da proteína de endosperma de arroz. A hidrólise parcial, realizada com Alcalase®, permitiu a solubilização de 40 % da proteína originalmente presente na suspensão de proteína extraída pelo método alcalino. Os peptídeos solúveis gerados apresentaram massa molar média de 1,18 ± 0,33 kDa, solubilidade proteica superior a 88,5 % na faixa de pH de 3 a 7 e boa capacidade de formação de espuma, apesar de formarem uma espuma de baixa estabilidade. Neste estudo o hidrolisado proteico foi concentrado e purificado por ultrafiltração, o que permitiu a redução de 68 % do conteúdo de sódio do produto. Concluiu-se que neste estudo foi possível propor um processo produtivo que permitiu a obtenção de ingredientes com adequadas propriedades nutricionais e funcionais a partir do coproduto arroz quebrado. / The Brazil is a large producer of food commodities, and today the development of the industry of ingredients to add value to these raw materials is an area little explored by the Brazilian industries. Rice stands out in the Brazilian agribusiness, as the country is the ninth largest producer. The broken rice is a byproduct derived from the processing of polished rice. This study aimed to propose and evaluate a process of obtaining rice protein concentrates and hydrolysates contributing to offer strategies for the technological development of the sector in Brazil. Additionally, it aims to assist in the valuation of the byproduct broken rice, a low commercial value food which is the basis for the generation of raw materials already found internationally, and which have great potential in the Brazilian market. Within this context, it sought to study the application of membrane technology in this process, because it is a clean, low-energy, well-established technology, with growing applications in the food industry. The study began with the evaluation of the effectiveness of a fast alkaline extraction method for obtaining rice starch and protein, using rice flour derived from broken rice as raw material, instead of broken grains, as in the traditional method. In this study, with the use of a substrate:solvent ratio of 1:15, the extraction step was performed in a single stage at 30 °C in 30 minutes - a short extraction time compared to traditional alkaline method (24-48h). The yield of protein extraction with these conditions was very high, reached 81.4%. It was possible to perform an efficient extraction, with the minimization of undesired reactions caused by the alkaline medium. In the second stage of this study were evaluated the functional properties of the protein concentrate obtained by the fast alkaline extraction method. In addition, their properties were compared with two commercial concentrated protein produced by enzymatic extraction. It was observed that all the evaluated protein concentrates showed poor functional properties, mainly due to their low solubility at pH conditions close to neutrality and slightly acidic, concluding that it is necessary studies aimed to improve the solubility of these proteins in order to seek more applications of this ingredient. The results obtained in the first step of this study initially motivated the use of microfiltration to separate the starch and protein chains of the alkali extract, analyzing the possibility of obtaining a starch with high purity and a permeate stream containing the extracted protein. The global analysis of the results obtained in this work allows it to be noted that the choice of microfiltration for the separation process of starch and rice protein should be evaluated with caution. In the fourth stage of this study was evaluated the application of the partial enzymatic hydrolysis in solubilization of rice endosperm protein. The partial hydrolysis performed with Alcalase allowed solubilization of 40% of the protein originally present in the protein suspension extracted by the alkaline method. The generated soluble peptides had molecular weight average of 1.18 ± 0.33 kDa, protein solubility higher than 88.5 % in the pH range 3 to 7, and good foaming ability, while forming a low stable foam. In this study, the protein hydrolyzate was concentrated and purified by ultrafiltration, allowing 68 % reduction in the sodium content of the product. It is concluded that in this study was proposed a production process allowing obtaining ingredients with suitable nutritional and functional properties from the byproduct broken rice.