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Thesis (Ph.D.). / Written for the Dept. of Food Science and Agricultural Chemistry, Macdonald College of McGill University. Title from title page of PDF (viewed 2008/08/04). Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 1999. / Vita. Includes bibliographical references (leaves [122]-134).

Thèse (Ph.D.)--Université Laval, 2003. / Titre de l'écran-titre (visionné le 29 novembre 2004). Bibliogr.

Dissertação composta por 2 artigos. / Capes / O soro lácteo é produzido pela indústria de laticínios durante a fabricação de queijos. Contém aproximadamente 80% da lactose original além de minerais, vitaminas, aminoácidos livres, peptídeos e outros compostos de baixo peso molecular. Porém, muitas indústrias ainda consideram o soro como um efluente, o qual quando não devidamente tratado gera um sério problema ambiental por causa de sua elevada carga orgânica. Estes fatores tornam importante o desenvolvimento de alternativas para um adequado aproveitamento do soro, porque ao mesmo tempo em que a transformação do soro em produtos diversos diminui o problema ambiental, proporciona ganhos às indústrias de laticínios, através do desenvolvimento de novos produtos. Uma técnica bastante vantajosa para reaproveitamento do soro é o processo de ultrafiltração, para a obtenção do concentrado proteico do soro do leite, um produto bastante valorizado na indústria alimentícia. Este processo gera outro coproduto, o permeado do soro do leite, que é rico em lactose, a qual pode ser convertida em lactulose, um prebiótico, capaz de ser metabolizado no intestino grosso por bactérias probióticas. Este trabalho teve como objetivo principal otimizar um método de síntese para a produção de lactulose a partir do permeado do soro de leite bovino. A metodologia de superfície de resposta foi utilizada para investigar o efeito de dois parâmetros (tempo e isomerizante) na isomerização da lactose do permeado de soro para a produção lactulose. A experimentação teve como objetivo definir as faixas ótimas de operação para as variáveis do processo, visando o melhor rendimento da lactose. Os resultados demonstraram que o fator isomerizante foi o mais significativo, e a utilização do ácido bórico para este fim contribuiu positivamente para aumentar o rendimento, enquanto que o efeito tempo não foi significativo, mas indicou que um aumento no tempo de reação influencia negativamente na resposta. A partir da pesquisa, verificou-se ser possível o processo de isomerização do permeado de soro de leite para a obtenção da lactulose, a qual tem uma grande aplicação na indústria alimentícia e farmacêutica, sendo também uma alternativa viável para a problemática do meio ambiente.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-23T11:30:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255934.pdf: 897286 bytes, checksum: a9c37d8b67e86e7e36ff1b0b486aaa09 (MD5) / A hidrólise enzimática da lactose presente no soro lácteo é uma das possibilidades mais atrativas para utilização deste composto que é produzido em milhões de toneladas anualmente em todo o mundo. Atualmente, parte deste soro é utilizada para nutrição humana e animal e o restante é descartado no meio ambiente. Além da lactose, o soro apresenta em sua composição proteínas de alto valor biológico que podem ser concentradas por evaporação, precipitação ou ultrafiltração. Uma das possibilidades para valorização do soro lácteo com relação à lactose é sua hidrólise em reatores a membrana que apresenta a vantagem de permear continuamente o hidrolisado, mantendo-se a enzima ativa no retentado. Desta forma, maior quantidade de lactose pode ser hidrolisada por unidade de enzima. Sabe-se que enzimas podem interagir com superfícies hidrofóbicas, que são comuns em muitas membranas poliméricas. Portanto, é importante pesquisar se esta interação pode levar a uma perda de atividade catalítica da enzima adsorvida. Isto pode ocorrer devido à possibilidade da enzima utilizar o seu sítio ativo na adsorção, perdendo parte de sua atividade. Este trabalho teve como objetivo estudar a hidrólise da lactose a partir do permeado resultante da concentração de leite por ultrafiltração, verificando-se a influência das peptonas sobre a ação da enzima ß-galactosidase. Verificou-se, também, a atividade da enzima adsorvida na superfície da membrana e a capacidade de retenção da enzima pelas membranas. A hidrólise da lactose foi estudada em reator a membrana de fluxo perpendicular. Foram utilizadas membranas planas de polifluoreto de vinilideno (PVDF) e de poliétersulfona (PES), ambas com ponto de corte de 10 kDa. Foram utilizadas duas marcas comerciais de ß-galactosidase (Kluyveromyces lactis), Lactozym® 3000 L HP-G e Maxilact® L-5000. A taxa de hidrólise foi determinada através da pesquisa de glicose, um dos produtos da hidrólise, através de kit colorimétrico-enzimático. A maior atividade da enzima Lactozym foi na concentração de 0,4 g.L-1, a 40°C e pH 6,8 e a melhor atividade da enzima Maxilact, na concentração de 0,2 g.L-1, a 35°C e pH 6,8. Os resultados mostraram que a membrana foi capaz de reter totalmente a enzima lactase no reator, conseguindo-se até 95% de hidrólise da lactose após 90 minutos de processo, à temperatura de 35oC e pH 6,8. As peptonas do permeado foram removidas através de aquecimento e centrifugação e seu efeito sobre o fluxo permeado e a taxa de hidrólise foi investigado. A remoção das peptonas do soro fez aumentar o fluxo permeado em até 150% e a taxa de hidrólise em até 20%. Ficou evidenciado que a enzima adsorvida na superfície da membrana apresentou pouca atividade hidrolítica.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-03-31T14:13:26Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1296266 bytes, checksum: 60f557c8ddb07a76aac9806be65c18aa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-31T14:13:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1296266 bytes, checksum: 60f557c8ddb07a76aac9806be65c18aa (MD5) Previous issue date: 2015-09-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Criogéis são considerados como uma das fases estacionárias mais promissoras para uso comercial, como sendo uma alternativa para colunas de leito empacotado, devido à sua excelente estabilidade física e química e desejáveis características hidrodinâmicas. São de fácil preparação in situ e os monômeros usualmente utilizados são solúveis em água permitindo a biocompatibilidade do leito. Devido à presença de grandes poros, a clarificação de soluções particuladas ou viscosas não é considerada um problema, além de que o processo de transferência de massa é puramente convectivo, eliminando problemas difusionais encontrados em leitos fixos convencionais. Considerando estas importantes características, o objetivo deste trabalho foi produzir um criogel supermacroporoso combinado com a imobilização da enzima β-galactosidase para desenvolver um biorreator para hidrólise de lactose do leite, uma vez que há um grande interesse na produção de produtos delactosados destinados aos consumidores intolerantes à lactose. Os criogéis foram produzidos pela técnica de criopolimerização de acrilamida e bisacrilamida, imobilização seguida da de enzima ativação covalente com β-galactosidase. Por meio glutaraldeído da para caracterização morfológica e hidrodinâmica dos criogéis foi possível observar um gel esponjoso com uma estrutura de poros interconectados, com diâmetros variando entre 10 e 100 μm e com baixa dispersão axial. Foi estudado o efeito do pH de imobilização na capacidade de ligação proteica ao suporte e na sua capacidade de hidrólise. Observou-se que o fator pH de imobilização não influenciou na quantidade da proteína total imobilizada no criogel, mas influenciou diretamente no rendimento da imobilização. Verificou-se um maior rendimento de imobilização em pH 4,0, comparado ao pH 7,0, embora a atividade recuperada não tenha sofrido influência do pH. / Cryogels are one of the most promising stationary phases for commercial use, as an alternative to packed bed columns, due to their excellent physical and chemical stability and desirable hydrodynamic characteristics. These supports exhibit easy in situ preparation and the common use of water soluble monomers provides high levels of biocompatibility. Due to the presence of large pores, clarification of particulate or viscous solutions would not be considered a problem. In addition, the mass transfer process is purely convective eliminating diffusion problems found in conventional fixed beds. Considering these important features, the objective of this work was to synthesize a supermacroporous cryogel combined with the immobilization of β-galactosidase enzyme to develop a bioreactor for milk lactose hydrolysis, since there is great interest in the production of lactose free products for a class of lactose intolerant consumers. The cryogels were produced by the cryopolimerization of acrylamide and bisacrylamide, followed by covalent activation with glutaraldehyde aiming the β-galactosidase immobilization. The morphological and hydrodynamic characterization of cryogels showed a spongy gel structure with interconnected pores of diameters ranging between 10 and 100 μm and low axial dispersion. The effect of the pH of immobilization on protein binding and hydrolysis capacity of the support was studied. It was observed that the pH of immobilization did not influence the amount of total protein immobilized in the cryogel but directly influenced the yield of immobilization. There was a greater yield of immobilization at pH 4, compared to pH 7, although the recovered activity has not been influenced by the pH.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-07-07T15:39:23Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1699770 bytes, checksum: 6b36ece7aacc23fa83d7ee88f2810592 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-07T15:39:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1699770 bytes, checksum: 6b36ece7aacc23fa83d7ee88f2810592 (MD5) Previous issue date: 2016-03-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O cenário atual do mercado, desenvolvimento tecnológico e industrial, da produção sustentável e da geração de conhecimento técnico e científico na área de leite e derivados é favorável a realização de pesquisas sobre descrição de fenômenos físico-químicos e sua correlação com propriedades técnico funcionais de lácteos desidratados. O principal objetivo deste trabalho consistem na determinação do efeito do tipo de cristalizador na eficiência da cristalização da lactose em soro de leite concentrado, utilizando dois equipamentos que dispõem de diferentes formas de agitação (Tanque 1 - agitador central e Tanque 2 - agitador periférico), mantendo as demais condições de cristalização constantes, como: taxa de resfriamento; temperatura; velocidade de agitação; tempo de cristalização; e teor se sólidos solúveis por tratamento. Foi determinada a cinética de cristalização da lactose, perfil de cristalização por meio da microscopia óptica, produção de soro em pó a partir de diferentes soros cristalizados e determinação das propriedades do pó de acordo com a eficiência de cristalização em cada um dos tanques. Os resultados deste projeto de Mestrado contribuem para os conhecimentos sobre o processo de cristalização e para escolha dos equipamentos mais adequados para o processamento, no qual é possível alcançar uma maior quantidade de lactose cristalina, reduzindo o tempo de cristalização, minimizando problemas de adesão e aglomeramento não desejável (empedramento) no spray dryer, gerando impactos positivos para o desenvolvimento científico, tecnológico, industrial e suporte a inovação tecnológica. / Nowadays, the market scenario, the technological and industrial development, the durable production system and the accumulation of technical and scientific knowledge in dairy area favor the conduction of research on physical and chemical phenomena and how these phenomena are correlated with techno- functional properties of dehydrated dairy products. The main objectives of this project were to determine the effect of the crystallizer design on lactose crystallization efficiency in concentrated whey. Two different crystallizers were used, one presenting a central agitation (Tank 1) and the other presenting a peripheral agitation (Tank 2). All others crystallization parameters were kept constant such as cooling rate; temperature; stirring speed; crystallization time and concentration of soluble solids by treatment. We determined the kinetics of lactose crystallization and the crystallization profile by optical microscopy and we characterized the whey powders obtained from the different crystallized products as a function of the crystallization efficiency of each of tank. The results obtained during this Master's project contribute to better understand the crystallization process and help on the choosing of the most appropriate crystallizer allowing higher lactose crystallization rate, minimal crystallization time and therefore reduction of problems linked with caking on spray dryer. In conclusion, our results bring positive impact on the scientific, technological and industrial fields for technological innovation.

BEZERRA, C. S. Imobilização de β-galactosidase de Kluyveromyces lactis em diferentes suportes e protocolos de ativação. 2012. 115 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-25T12:44:47Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_csbezerra.pdf: 979282 bytes, checksum: c2c97087fc01fd4fd3abddd320544b42 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-26T14:23:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_csbezerra.pdf: 979282 bytes, checksum: c2c97087fc01fd4fd3abddd320544b42 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-26T14:23:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_csbezerra.pdf: 979282 bytes, checksum: c2c97087fc01fd4fd3abddd320544b42 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / β-galactosidase immobilization was studied seeking to add value to cheese whey trough lactose hydrolyze producing galactose and glucose. This work aimed to develop biocatalysts using different organic supports and activation protocols. Firstly, some supports were prepared as chitosan 2.5% (w/v) (with and without pretreatment with dimethylformamide) and 2.0% (w/v), chitosan-alginate-epoxide (QAE), cashew bagasse (BC) and coconut shell fiber (CV), which were activated in different ways with glutaraldehyde, epichlorohydrin or glycidol. Initially, it was determined the immobilization yield, couple yield and apparent activity from obtained catalysts, being chosen six derivatives according to better results parameters: 2.5% chitosan (w/v) glutaraldehyde activated (QUITGLU1), 2.0% chitosan (w/v) KOH coagulated at 50°C glutaraldehyde activated (QUITGLU2) and epichlorohydrin (QUITEPI) or glycidol (QUITGLI), chitosan 2.5% (w/v) dimethylformamide treated with epichlorohydrin (QUIT-DMFEPI) or glycidol (QUIT-DMFGLI). Thus, catalysts (QUITGLU1, QUITGLU2, QUITEPI, QUITGLI) were studied as operational stability by using a continuous reactor, as well as, maximum enzyme loading and effectiveness assays. Then, it was determined QUITGLU2 as the best biocatalyst and following studies were carried out: immobilization time, enzyme optimum temperature and pH, kinetic parameters using lactose as substrate at 37°C, storage at 10°C and operational stability using high load enzyme and cheese whey as substrate. CV and BC supports did not present good results for β-Kluyveromyces lactis galactosidase immobilization, as well as, QAE support. Supports treated with dimethylformamide presented low immobilization yields. The results for QUITGLU2 derivative presented maximum loading of 75 mgProtein.g-1support and higher effectiveness than others. The operational stability for this derivative remained stable, with constant glucose production for 10 h of reaction. Immobilization time of 3h proved enough for the process. The Km and Vmáx values were respectively: free enzyme (46.79 mM and 7,142.86 μmol.(mL.min)-1) and catalyst (69.56 mM and 113.25 μmol.(g.min)-1). During 120 days of storage at 10°C, no decrease derivative hydrolitic activity was noted, demonstrating satisfactory storage stability. Finally, the biocatalyst showed good results as operational stability when used high offered enzyme load (theoretically immobilized load 255.9 mgProtein.g-1chitosan) for cheese whey hydrolysis / A imobilização de β-galactosidase para hidrólise de lactose é uma proposta para agregar valor ao soro de leite com conseqüente produção de galactose e glicose. O objetivo deste trabalho foi desenvolver biocatalisadores a partir de diferentes suportes orgânicos e protocolos de ativação visando à hidrólise de lactose proveniente do soro de leite. Inicialmente, prepararam-se os suportes a serem aplicados no estudo como quitosana 2,5% (m/v) (sem e com pré-tratamento com dimetilformamida) e 2,0% (m/v), quitosana-alginato-epoxilado (QAE), bagaço de caju (BC) e fibra de casca de coco verde (CV), os quais foram ativados de diferentes formas, com glutaraldeído, epicloridrina ou glicidol. Na primeira etapa, determinaram-se o rendimento de imobilização, atividade recuperada e atividade aparente dos diferentes derivados obtidos para assim determinar os seis melhores – quitosana 2,5% (m/v) ativada com glutaraldeído (QUITGLU1), quitosana 2,0% (m/v) coagulada com KOH a 50°C ativada com glutaraldeído (QUITGLU2) ou epicloridrina (QUITEPI) ou glicidol (QUITGLI), quitosana 2,5% (m/v) tratada com dimetilformamida ativada com epicloridrina (QUIT-DMFEPI) ou glicidol (QUIT-DMFGLI). Para segunda fase, os catalisadores (QUITGLU1, QUITGLU2, QUITEPI, QUITGLI) foram estudados quanto à estabilidade operacional com o uso de reator contínuo, assim como ensaios de carga máxima e efetividade. Baseado nestes ensaios determinou-se QUITGLU2 como melhor biocatalisador e realizaram-se os seguintes estudos: variação do tempo de imobilização, determinação da melhor temperatura e pH para atividade enzimática, determinação de parâmetros cinéticos, estocagem sob 10°C e estabilidade operacional com o uso de alta carga enzimática usando soro de leite como substrato. Suportes como CV e BC não apresentaram boa adequação para imobilização de β-galactosidase de Kluyveromyces lactis, assim como o suporte QAE. Suportes com tratamento com dimetilformamida apresentaram baixos rendimentos de imobilização. Os resultados para o derivado QUITGLU2 apresentaram carga máxima de 75 mgProteína.g-1 de suporte e efetividade superiores aos demais. A estabilidade operacional para este derivado apresentou-se estável, visto sua produção de glicose constante por 10 h de reação. O tempo 3 h mostrou-se suficiente para imobilização. Os valores de Km e Vmáx tanto para enzima solúvel (46,79 mM e 7.142,86 μmol.(mL.min)-1) quanto para o derivado (69,56 mM e 113,25 μmol.(g.min)-1). Durante os 120 dias de armazenamento sob 10°C, não houve decréscimo da atividade hidrolítica do derivado, demonstrando ótima estabilidade à estocagem. Por fim, o biocatalisador mostrou bons resultados de estabilidade operacional quando utilizado em alta carga oferecida (255,9 mgProteína.g-1 de quitosana de carga teoricamente imobilizada) para hidrólise de soro de leite