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Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T01:59:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Benedini_LeandroJunqueira_M.pdf: 2379873 bytes, checksum: 6e878845e2b38c395cbc006441849b4c (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O ácido hialurônico (AH) é um polissacarídeo linear com vasta gama de aplicações médicas e farmacêuticas. Por esta razão, é essencial a obtenção do produto com elevado grau de pureza. Atualmente, há grande foco de pesquisa direcionado ao AH produzido por rota microbiana, utilizando extrato de leveduras (EL) como fonte de nitrogênio. Disso resulta uma quantidade relevante de proteínas e peptídeos totais (TPP) remanescentes no meio de cultivo. Este trabalho visa estudar o efeito da substituição do EL e de fontes de origem animal, por peptonas vegetais no cultivo do Streptococcus zooepidemicus para a produção do AH, com finalidades de reduzir a quantidade de TPP nos meios e eliminar possíveis contaminantes. Na primeira etapa deste trabalho, foram realizadas fermentações com peptonas de trigo (PT), de batata (PB), de soja (PS) e uma mistura de peptonas vegetais (MPV). O extrato de leveduras (EL) foi usado como controle. Os melhores resultados foram obtidos em meio suplementado com PS e com PT. Meio composto com a primeira peptona (PS) produziu 0,28 g.'L POT. -1'de AH com 1,4 g de TPP por g de AH, enquanto meio suplementado com EL apresentou 0,21 g.'L POT. -1' de AH com 4,1 g de TPP por g de AH. Meio composto com a segunda peptona (PT) produziu menor quantidade de AH (0,05 g.'L POT. -1'), porém com maior massa molar (5,06.106 Da) que a observada em AH proveniente de outras fontes de nitrogênio (3,2 - 3,7 x '10 POT. 6' Da). Numa segunda etapa, foram realizadas novas fermentações com finalidade de se realizar um estudo cinético do metabolismo microbiano com as peptonas mais promissoras da etapa anterior (PS e PT). Novamente, meio suplementado com PS apresentou o melhor desempenho para a produção. Enquanto isso, PT apresentou menor desempenho para produção de AH, mas AH com maior massa molar média (4,76 x '10 POT. 6' Da). Além disso, análises cinéticas demonstraram que quanto maior quantidade de AH produzido, menor a sua massa molar. Estes resultados reforçam os benefícios de utilização PS para produção de grandes quantidades de AH, e os benefícios da utilização de PT para produção de AH com elevado peso molecular médio. Numa terceira etapa, foi estudado o efeito da substituição dos meios BHI (Brain and Heart Infusion) e sangue de carneiro por PS no preparo de placas utilizadas para adaptação e crescimento celular em etapa inicial da inoculação. Quando somente BHI foi substituído por PS, e a presença de sangue de carneiro foi mantida, quantidade semelhante de AH foi produzida em relação ao controle. A remoção de sangue de carneiro das placas com a melhor concentração de de quantidade semelhante de AH com maior massa molar média (3,50 - 3,60 x '10 POT. 6' Da). Portanto, foi concluído que PS e PT substituem EL em meio de fermentação, produzindo maior quantidade de AH, e AH com maior massa molar, respectivamente. Além disso, PS se demonstrou efetiva para crescimento e desenvolvimento de células em placas, já que substitui BHI e sangue de carneiro / Abstract: Hyaluronic acid (HA) is a linear polysaccharide with a wide range of medical and pharmaceutical applications. For this reason, it is essential to obtain a product with high purity. Currently, HA is produced by microbial route, using yeast extract (YE) as nitrogen source. This results in a significant amount of total proteins and peptides (TPP) remaining in the culture medium. It was studied effects of replacing YE by vegetable peptones in the cultivation of Streptococcus zooepidemicus for HA production, with purposes of reducing the amount of TPP in the media and to remove potential contaminants. In the first step of this work, fermentations were performed during 24 hours in 100 ml of medium with wheat (WP), potato (PP) and soy (SP) peptones and a mixture of vegetable peptones (MPV). The yeast extract (YE) was used as control. The best results were obtained in medium supplemented with SP and WP. The first peptone (SP) produced 0.30 g.'L POT. -1' of HA with 1.4 g of TPP per g of HA, while medium supplemented with YE produced 0.21 g.'L POT. -1' of HA with 4.1 g of TPP per g of HA. The second peptone (WP) produced less amount of HA (0.05 g.'L POT. -1'), but with higher molecular weight (5.06 x '10 POT. 6' Da) than observed in HA from other sources of nitrogen (3.2 - 3.7 x '10 POT. 6' Da). In a second step, fermentation was carried out with 340 ml of medium, during 33 hours, with the purpose of conducting a microbial kinetics study with the most promising peptones of the previous step (SP and WP). Again, SP showed the best performance for production. Meanwhile, WP showed lower performance for HA production, but higher HA average molar mass. These results underscore the benefits of using SP for the production of large amounts of HA and WP utilization for production of HA with high average molecular weight. In a third step, it was studied the effect of replacing the BHI media ("Brain and Heart Infusion") and sheep blood by SP in the preparation of Petri plates used for adaptation and cell growth in the initial stage of inoculation. When only BHI was replaced by 67 g.'L POT. -1' SP, and the presence of sheep blood was maintained, 0.27 g.'L POT. -1' of HA was produced in the fermentation (24 hours, 100 ml medium), against 0.29 g.'L POT. -1' using 37 g. 'L POT. -1' of BHI and sheep blood. Removal of sheep blood from Petri plates with the best concentration of SP (67 g.'L POT. -1') led to the production of 0.30 g.'L POT. -1' HA. Furthermore, HA in fermentation from SP plates performed a higher average molar mass (from 3.50 to 3.60 x '10 POT. 6' Da) compared with HA obtained from plates with sheep blood and BHI (3.09 x '10 POT. 6' Da ). These results also demonstrated effectiveness of SP on the growth of Streptococcus zooepidemicus on plates. It was concluded that SP and WP replace YE in fermentation medium, producing higher amount of HA and HA with higher molecular weight, respectively. Furthermore, SP has been shown effective for cell growth and development / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

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.

Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:43:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martinez_RenataMiliani_M.pdf: 2560469 bytes, checksum: b2891306de29653ef82ffcbbab2a7cb3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O uso de matérias-primas sustentáveis, biodegradáveis e biocompatíveis é de grande interesse em aplicações farmacêuticas e cosméticas. O mercado cosmético situa-se em pleno processo de desenvolvimento, principalmente na área de produtos capilares, apresentando vendas expressivas no Brasil. Esse crescimento acarreta na necessidade de produtos inovadores, polivalentes e seguros para oferecimento aos consumidores. Neste âmbito, as partículas poliméricas coloidais têm ocupado posição de destaque no cenário mundial, marcando a presença da nanotecnologia em produtos cosméticos. Uma grande variedade de matérias-primas naturais ou sintéticas são polieletrólitos, cuja reticulação eletrostática em condições controladas produz partículas coloidais. A pectina cítrica e as peptonas vegetais fazem parte dos polieletrólitos, cuja origem vegetal tem sido preferida para as aplicações em cosméticos, em substituição a produtos de origem animal ou inorgânica. Neste trabalho, foi estudada a produção de partículas coloidais de pectina cítrica e das peptonas de soja e trigo, reticuladas com cloreto de cálcio e goma guar quaternizada. Em todos os casos, a produção das partículas foi realizada em processo descontínuo, simples, escalonável e na ausência de solventes orgânicos, envolvendo o gotejamento de solução do agente reticulante sobre a solução do polieletrólito sob agitação mecânica. Os resultados mostraram que para a pectina cítrica, o tamanho e a polidispersidade das partículas foram controlados pelo grau de esterificação, agente reticulante e concentração inicial de eletrólito em solução. Para obtenção de partículas em escala nanométrica, a concentração da pectina foi de 10,0 g/l e a concentração do agente reticulante foi 1,0% (m/v). As partículas obtidas conferiram viscoelasticidade à mistura de solução de pectina e copolímero catiônico (poliquaternium-7). A viscoelasticidade foi dependente da proporção e do diâmetro das partículas de pectina, com contribuição semelhante das partículas micro e nanométricas para formações viscoelásticas. No caso das peptonas vegetais, as de trigo tiveram o seu melhor desempenho na formação de nanopartículas com menor polidispersidade. As partículas obtidas atenderam às características físico-químicas de composição, tamanho e polidispersidade requeridas para aplicações em cosméticos. As partículas de pectina, em particular, apresentaram-se promissoras para aplicações em produtos cosméticos capilares devido tamanho reduzido e potencial viscoelástico. Os fios de cabelo submetidos aos processos de transformação capilar foram o foco para a aplicação dessas partículas na tentativa de minimizar os danos pré-existentes / Abstract: The use of sustainable, biodegradable and biocompatible raw materials show great interest for pharmaceutical and cosmetic applications. The cosmetic market is situated in development process, particularly in the area of hair products, with significant sales in Brazil. This growth brings the need for innovative, versatile and safe products to consumers. In this context, polymeric colloidal particles have occupied a prominent position on the world stage, marking the presence of nanotechnology in cosmetics. A variety of materials are natural or synthetic polyelectrolytes, whose electrostatic crosslinking in controlled conditions produces colloidal particles. The citrus pectin and vegetables peptones are part of polyelectrolytes, whose vegetable source has been preferred for applications in cosmetics, replacing animal products or inorganic materials. In this work, we studied the production of colloidal particles of citrus pectin and soybean and wheat peptones, all crosslinked with calcium chloride and quaternized guar gum. In all cases, production of particles was performed in a batch process, simple, scalable and in the absence of organic solvents, involving the drip of crosslinking agent on the polyelectrolyte solution under mechanical stirring. The results showed that for citrus pectin, size and polydispersity of the particles was controlled by the degree of esterification, crosslinking agent and initial concentration of electrolyte in solution. To obtain nanometer scale particles the concentration of the pectin was 10.0 g/l and the concentration of crosslinking agent was 1.0% (m / v). The particles obtained impart viscoelasticity to the mixture of pectin and cationic copolymer (polyquaternium-7). The viscoelasticity depended on the proportion and the particle diameter of pectin, as the micro and nanometric particles were similar to viscoelastic formations. In the case of peptones, wheat had the better performance in the formation of nanoparticles with low polydispersity. The obtained particles met the physico-chemical composition, size and polydispersity required for applications in cosmetics. The pectin particles, in particular, were very promising for applications in cosmetic hair due small size and potential viscoelastic. Capillary transformation processes were the focus for the application of these particles in an attempt to minimize the pre-existing damaged hair / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestra em Engenharia Química