Os resíduos de pescado são descartados, em sua maioria, gerando um alto impacto ao ambiente; ou subutilizados em co-produtos de baixo valor agregado. O presente estudo objetivou a obtenção de hidrolisados proteicos a partir de resíduos sólidos oriundos do processamento industrial de tilápia vermelha (Oreochromis niloticus var.), avaliando sua capacidade antioxidante e eficiência como fonte suplementar de nitrogênio para o crescimento de bactérias e leveduras. Um total de 30 carcaças inteiras não evisceradas, sem filé e pele, com peso médio de 741,53g, foram mecanicamente homogeneizadas. A composição centesimal apresentou 54,34±0,31g/100 g de umidade, 8,46±0,72 g/100 g de cinza, 27,03±2,94 g/100 g de proteína e 10,17±0,65 g/100 g de lipídeos, assim como a carga microbiana do homogeneizado estava dentro dos limites de tolerância preconizados pela legislação vigente para consumo humano. Foram otimizadas as condições de hidrólise proteica quanto à concentração de substrato, enzima e tempo de hidrólise, dos resíduos sólidos de tilápia vermelha, resultando na obtenção de modelos preditivos para o grau de hidrólise (GH) produzido tanto pelas enzimas endógenas como pelas enzimas comerciais neutrase e papaína. OGH diminuiu significativamente (p < 0,05) com o incremento da concentração de substrato, exceto na hidrólise produzida pelas enzimas endógenas sob condições ótimas para papaína. Não obstante, o GH produzido pelas enzimas endógenas aumentou significativamente (p < 0,05) com o incremento do tempo de hidrólise, enquanto que o incremento na concentração de papaína também aumentou significativamente (p <0,05) o GH nos resíduos. Rendimento de 80,95 ± 3,12%, e GH de 45,33 % foram alcançados sob condições ótimas para neutrase (22 g substrato/100 mL e 0,277 g enzima/100 g proteína durante 3 min), enquanto que a papaína teve um rendimento de 82 ± 2,21% e GH de 42,37% sob condições ótimas (18,5 g substrato/100 mL e 0,570 g enzima/100 g proteína durante 3 min). As peptonas produzidas apresentaram atividade antioxidante quanto à capacidade de sequestro dos radicais livres ABTS e DPPH, sendo esta incrementada significativamente (p < 0,05) com o aumento da concentração de peptona. As peptonas também foram altamente eficientes para o crescimento das bactérias Escherichia coli, Listeria monocytogenes e Staphylococcus aureus, e para a levedura Saccharomyces cerevisiae, sendo similares ou mesmo superiores quando comparadas às três peptonas comerciais. Os resultados obtidos no presente trabalho demonstraram, portanto, que os hidrolisados proteicos obtidos a partir de resíduos sólidos de tilápia vermelha podem ser uma fonte alternativa de antioxidantes e de nitrogênio para crescimento de microrganismos. / Fish wastes are mostly discarded in Brazil, causing a high environmental impact, or underused in low-valuable coproducts. The present study aimed to obtain protein hydrolysates from solid wastes of red tilapia (Oreochromis niloticus var.), evaluating their antioxidant activity as well as their efficiency as supplemental source of nitrogen for the growth of bacteria and yeasts. Thirty carcasses with viscera of red tilapia (i.e. tilapia without fillet and skin), with an average weight of 741.53 g, were mechanically homogenized. Proximate composition and microbial quality were determined, containing 54.34±0,31g/100 g of moisture, of ash, 27.03±2,94 g/100 g of protein and 10.17±0,65 g/100 g of lipids, as well as microbial levels in concordance with the legal limits in force. Conditions for the proteolysis of solid wastes of red tilapia (concentration of substrate, concentration of enzyme and time of hydrolysis) were optimized. Predictive models for the degree of hydrolysis (DH) generated by both endogen enzymes and thecommercial enzymes neutrase and papain were obtained. DH decreased significantly (p < 0.05) with the increase of the concentration of substrate, except in the hydrolysis caused by the endogen enzymes under optimal conditions for papain. However, DH produced by the endogen enzymes increased significantly (p < 0.05) with the increment of the time of hydrolysis. Meanwhile, DH increase significantly (p < 0.05) with the increase of the concentration of papain. A yield of 80.95 ± 3.12% and a DH of 45.33 % were achieved under optimized conditions for neutrase (i.e. 22 g substrate/100 mL and 0.277 g enzyme/100 g protein for 3 min). Moreover, proteolysis with papain reached a yield of 82 ± 2.21% and a DH of 42.37% under optimized conditions (i.e. 18.5 g substrate/100 mL and 0.570 g enzyme/100 g protein for 3 min). Obtained peptones showed antioxidant activity in terms of inhibition of free radicals of ABTS and DPPH, being increased significantly (p < 0.05) with the increment of the concentration of peptone. Peptones also had a high efficiency for the growth of Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus and Saccharomyces cerevisiae, being comparatively similar or higher than commercial peptones. Therefore, results obtained in the present study demonstrated that protein hydrolysates from solid wastes of red tilapia could be an alternative source of antioxidants and nitrogen for the use in bioprocess.

Os resíduos de pescado são descartados, em sua maioria, gerando um alto impacto ao ambiente; ou subutilizados em co-produtos de baixo valor agregado. O presente estudo objetivou a obtenção de hidrolisados proteicos a partir de resíduos sólidos oriundos do processamento industrial de tilápia vermelha (Oreochromis niloticus var.), avaliando sua capacidade antioxidante e eficiência como fonte suplementar de nitrogênio para o crescimento de bactérias e leveduras. Um total de 30 carcaças inteiras não evisceradas, sem filé e pele, com peso médio de 741,53g, foram mecanicamente homogeneizadas. A composição centesimal apresentou 54,34±0,31g/100 g de umidade, 8,46±0,72 g/100 g de cinza, 27,03±2,94 g/100 g de proteína e 10,17±0,65 g/100 g de lipídeos, assim como a carga microbiana do homogeneizado estava dentro dos limites de tolerância preconizados pela legislação vigente para consumo humano. Foram otimizadas as condições de hidrólise proteica quanto à concentração de substrato, enzima e tempo de hidrólise, dos resíduos sólidos de tilápia vermelha, resultando na obtenção de modelos preditivos para o grau de hidrólise (GH) produzido tanto pelas enzimas endógenas como pelas enzimas comerciais neutrase e papaína. OGH diminuiu significativamente (p < 0,05) com o incremento da concentração de substrato, exceto na hidrólise produzida pelas enzimas endógenas sob condições ótimas para papaína. Não obstante, o GH produzido pelas enzimas endógenas aumentou significativamente (p < 0,05) com o incremento do tempo de hidrólise, enquanto que o incremento na concentração de papaína também aumentou significativamente (p <0,05) o GH nos resíduos. Rendimento de 80,95 ± 3,12%, e GH de 45,33 % foram alcançados sob condições ótimas para neutrase (22 g substrato/100 mL e 0,277 g enzima/100 g proteína durante 3 min), enquanto que a papaína teve um rendimento de 82 ± 2,21% e GH de 42,37% sob condições ótimas (18,5 g substrato/100 mL e 0,570 g enzima/100 g proteína durante 3 min). As peptonas produzidas apresentaram atividade antioxidante quanto à capacidade de sequestro dos radicais livres ABTS e DPPH, sendo esta incrementada significativamente (p < 0,05) com o aumento da concentração de peptona. As peptonas também foram altamente eficientes para o crescimento das bactérias Escherichia coli, Listeria monocytogenes e Staphylococcus aureus, e para a levedura Saccharomyces cerevisiae, sendo similares ou mesmo superiores quando comparadas às três peptonas comerciais. Os resultados obtidos no presente trabalho demonstraram, portanto, que os hidrolisados proteicos obtidos a partir de resíduos sólidos de tilápia vermelha podem ser uma fonte alternativa de antioxidantes e de nitrogênio para crescimento de microrganismos. / Fish wastes are mostly discarded in Brazil, causing a high environmental impact, or underused in low-valuable coproducts. The present study aimed to obtain protein hydrolysates from solid wastes of red tilapia (Oreochromis niloticus var.), evaluating their antioxidant activity as well as their efficiency as supplemental source of nitrogen for the growth of bacteria and yeasts. Thirty carcasses with viscera of red tilapia (i.e. tilapia without fillet and skin), with an average weight of 741.53 g, were mechanically homogenized. Proximate composition and microbial quality were determined, containing 54.34±0,31g/100 g of moisture, of ash, 27.03±2,94 g/100 g of protein and 10.17±0,65 g/100 g of lipids, as well as microbial levels in concordance with the legal limits in force. Conditions for the proteolysis of solid wastes of red tilapia (concentration of substrate, concentration of enzyme and time of hydrolysis) were optimized. Predictive models for the degree of hydrolysis (DH) generated by both endogen enzymes and thecommercial enzymes neutrase and papain were obtained. DH decreased significantly (p < 0.05) with the increase of the concentration of substrate, except in the hydrolysis caused by the endogen enzymes under optimal conditions for papain. However, DH produced by the endogen enzymes increased significantly (p < 0.05) with the increment of the time of hydrolysis. Meanwhile, DH increase significantly (p < 0.05) with the increase of the concentration of papain. A yield of 80.95 ± 3.12% and a DH of 45.33 % were achieved under optimized conditions for neutrase (i.e. 22 g substrate/100 mL and 0.277 g enzyme/100 g protein for 3 min). Moreover, proteolysis with papain reached a yield of 82 ± 2.21% and a DH of 42.37% under optimized conditions (i.e. 18.5 g substrate/100 mL and 0.570 g enzyme/100 g protein for 3 min). Obtained peptones showed antioxidant activity in terms of inhibition of free radicals of ABTS and DPPH, being increased significantly (p < 0.05) with the increment of the concentration of peptone. Peptones also had a high efficiency for the growth of Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus and Saccharomyces cerevisiae, being comparatively similar or higher than commercial peptones. Therefore, results obtained in the present study demonstrated that protein hydrolysates from solid wastes of red tilapia could be an alternative source of antioxidants and nitrogen for the use in bioprocess.

Fish and fish waste can be used to produce various value added by products such as proteins, oil, omega-3 fatty acids, biodiesel, amino acids, peptides, collagen, gelatin and silage, each of which has various applications in the food industry, renewable energy and medicinal purposes. Fish protein contains amino acids and many bioactive peptides . Fish proteins are found in the flesh, head, frames, fin, tail, skin and guts in varying quantities. After removing the flesh, all other parts are considered waste which is not properly utilized. The aim of this study was to evaluate the enzymatic extraction of amino acids from fish protein for use as substrates in the microbial production of jadomycin, an antimicrobial agent and potential anti-cancer drug. In this study, enzymatic extraction of proteins was carried out using Alcalase enzyme at three enzyme concentrations (0.5, 1 or 2%) and four time intervals (1, 2, 3 and 4 h). The fish protein hydrolysate was dried using spray dryer to obtain protein powder. The highest protein yield (76.30% from whole fish and 74.53% from the frame) was obtained using 2.0% enzyme concentration after 4 h of hydrolysis. The enzymatic extraction of amino acids were carried out using the enzymes Alcalase and Neutrase (individually and in combination) and the effect of reaction time (24 and 48 h) on the hydrolysis of proteins was studied. The profiling of amino acids was carried out using gas chromatography. Fourteen amino acids were extracted from fish proteins of which twelve amino acids have been used by researchers for the production of jadomycins. These are: alanine (7.59%), glycine (5.82%), histidine (3.59%), isoleucine (5.30%), leucine (9%), lysine (7.34%) methionine (2.2%), phenylalanine (4.2%), serine (4.3%), threonine (5.40%), tyrosine (3.17%) and valine (7.2%). Tryptophan which is suitable of producing jadomycin was not present in the fish protein. No reports were found in the literature for jadomycin production from glutamic acid. Therefore, glutamic acid (9.85%), and proline (0.98%) which are present in the fish protein should be investigated for possible production of jadomycins.

Submitted by Rosana Amâncio (rosana.amancio@ufcg.edu.br) on 2018-07-25T20:49:24Z No. of bitstreams: 1 ELISANGELA BATISTA DA SILVA- DISSERTAÇÃO PPGCNBio 2015.pdf: 1682556 bytes, checksum: 441c1648554dce2563984e2135e7eae7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-25T20:49:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ELISANGELA BATISTA DA SILVA- DISSERTAÇÃO PPGCNBio 2015.pdf: 1682556 bytes, checksum: 441c1648554dce2563984e2135e7eae7 (MD5) Previous issue date: 2015-07-28 / CNPq / Enzimas são proteínas biocatalisadoras, aumentam a velocidade de reação sem alterar o equilíbrio. Apresentam alta eficiência durante as reações bioquímicas no metabolismo dos seres vivos. O soro de queijo pode apresentar-se aplicado na dieta de alguns animais; como também serem descartado nos efluentes. O extrato seco do soro de leite corresponde à lactose, proteínas, sais minerais e gordura, dos quais a lactose é o material energético utilizado em processos biotecnológicos (indústria farmacêutica e alimentícia) e as proteínas destacam-se devido ao valor nutricional. A hidrólise é um método promissor para a indústria de alimentos, pois possibilita o desenvolvimento de novos produtos hidrolisados, aumentando assim a disponibilidade de nutrientes aos produtos lácteos e a nível mundial e atenuação por intolerantes a lactose. A imobilização de enzimas é uma técnica cada vez mais utilizada a fim de melhorar a aplicação industrial de enzimas permitindo um melhor controle da produção e redução de custos. Objetivou-se estudar coimobilização de lactase e neutrase em suporte de quitosana comparando metodologias visando à hidrólise da lactose e proteínas do soro de queijo, além de promover o reaproveitamento de produtos regionais mais baratos como suportes a base de quitosana e alginato de sódio. Inicialmente prepararam-se os suportes a serem aplicados no estudo com quitosana 4% (m/v) e alginato de sódio 2,5% (m/v) ativados com glutaraldeído 5% (v/v). Na primeira etapa, determinaram-se o rendimento e atividade de imobilização e coimobilização, atividade recuperada e atividade aparente dos melhores derivados obtidos. Para a segunda fase, os catalisadores imobilizados e coimobilizados foram estudados quanto à estabilidade térmica e operacional, tempo de meia vida, grau de hidrólise e concentração de glicose. Os resultados para os derivados formados a partir da quitosana foram satisfatórios obtendo um rendimento de coimobilização para a neutrase (76,53%) e para a lactase (91,30%). Suportes de alginato de sódio não apresentaram boa adequação para imobilização e coimobilização obtendo-se rendimentos nulos. Houve um aumento na estabilidade térmica e tempo de meia vida nos derivados de quitosana. Na comparação do grau de hidrólise entre a neutrase livre, imobilizada e coimobilizada obteve-se um melhor desempenho da enzima imobilizada (20%) em 80 minutos de reação. Quando se comparou a conversão de glicose com lactase livre, imobilizada e coimobilizada a melhor resultado foi a lactase livre (15g/L) em 30 minutos de reação. A estabilidade operacional da neutrase em cinco ciclos consecutivos ocorreu uma queda de (46%) no grau máximo de hidrólise, já a lactase em seu quinto ciclo de reutilização em bateladas foi obtido perda de (16,4%) na concentração de glicose. Dessa forma, obtiveram-se bons derivados de lactase e neutrase coimobilizada possibilitando a reutilização da enzima, reduzindo custos de processo. / Enzymes are proteins biocatalisadoras, increase reaction speed without changing the balance. They feature high efficiency during the biochemical reactions in the metabolism of living beings. The cheese whey may be present in the applied diet some animals; but also be disposed in the effluent. The dry extract of whey corresponds lactose, proteins, minerals and fat, of which lactose is the energetic material used in biotechnological processes (pharmaceutical and food industry) and proteins stand out due to their nutritional value. Hydrolysis is a promising method for the food industry, it allows the development of new hydrolysed products, thereby increasing the availability of nutrients for milk products and worldwide and mitigation for the lactose intolerant. The immobilizing enzymes is an increasingly used technique to improve the industrial application of enzymes allowing better control of production and cost reduction. The objective was to study coimobilização lactase and neutrase in chitosan support methodologies aimed at comparing hydrolysis of lactose and whey proteins, and promote the reuse of cheaper local products as supports the basis of chitosan and sodium alginate. Initially prepared brackets to be applied to the study of 4% chitosan (w/v) and sodium alginate (2.5% w/v) activated with glutaraldehyde (5% v/v). In the first stage, they were determined income and immobilization activity and coimobilizada, recovered activity and apparent activity of the best obtained derivatives. For the second phase, the immobilized catalysts and coimobilizada were studied for thermal and operational stability, half-life, degree of hydrolysis and the glucose concentration. The results for the derivatives formed from chitosan were obtained satisfactory yield coimobilizada for neutrase (76.53%) and lactase (91.30%). Sodium alginate holders did not show good fit for immobilization and coimobilizada obtaining zero income. There was an increase in the thermal stability and half-life in the chitosan derivatives. Comparing the degree of hydrolysis between free Neutrase, and immobilized coimobilizada obtained a better performance of the immobilized enzyme (20%) at 80 minutes of reaction. When comparing the conversion of glucose to free lactase, immobilized and coimobilizada the best result was the free lactase (15g/L) in 30 minutes of reaction. The operational stability of Neutrase in five consecutive cycles there was a fall (46%) maximum degree of hydrolysis, longer lactase in its fifth reuse cycle in batches loss was obtained (16.4%) in glucose concentration. Thus, there were obtained good derivatives lactase and coimobilizada neutrase enabling reuse of the enzyme, reducing processing costs.