O soro lácteo é produzido pela indústria de laticínios durante a fabricação de queijos e caseína. Como matéria-prima pode conferir à tecnologia alimentar novas potencialidades devido às propriedades funcionais e nutricionais das suas proteínas. Porém, muitas indústrias ainda consideram o soro como um efluente, o qual quando não devidamente tratado gera um sério problema ambiental por causa da 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. A tecnologia de separação por membranas, especialmente a ultrafiltração (UF), vem sendo empregada pelas indústrias de laticínios para obter concentrados protéicos a partir do soro, pois este processo permite a concentração seletiva das proteínas em relação aos outros componentes de natureza não protéica. Além disto, devido às propriedades específicas de cada proteína do soro, tem havido um crescente interesse no fracionamento destas proteínas, porque muitas vezes estas características não são realçadas nos concentrados protéicos devido a interações com outros componentes. A UF e a microfiltração (MF) vêm sendo testadas para se obter frações distintas das proteínas do soro. Dentro deste contexto, utilizando processos de separação por membranas, os objetivos deste trabalho são: (i) concentrar e purificar as proteínas do soro, (ii) a partir do concentrado protéico obtido em (i) obter duas frações, uma rica em β-lactoglobulina e a outra em α- lactoalbumina (as proteínas mais abundantes no soro). A etapa de concentração (i) foi realizada utilizando membranas de UF com massa molar de corte de 10 kDa, o sistema foi operado no modo batelada associado a diafiltração (DF), permitindo, desta forma, uma maior remoção de sais e lactose, conduzindo simultaneamente a uma maior concentração de proteínas no retido. As condições de operação mantidas constantes foram: temperatura de 50 °C, pressão transmembrana de 2 bar e vazão de alimentação de 840 L.h-1. Foram testadas quatro estratégias variando o fator de concentração volumétrico (FC); o volume e o número de DF que deveriam ser realizadas para obtenção do concentrado protéico mais puro. Na etapa de fracionamento (ii) o concentrado protéico obtido em (i) foi tratado por diferentes processos de separação com membranas a fim de fracionar as proteínas majoritárias. Nesta etapa membranas de UF e MF foram testadas: HN06 (20 kDa), RZ04 (70 kDa), VCWP (0,1 μm), MF-7002 (0,1 μm), UF-C50 (50 kDa) e UF-C20 (20 kDa). Para realizar a separação foram consideradas características como: massa molar e pH da solução de alimentação. A eficiência de cada processo foi avaliada pela determinação da concentração de proteína, lactose, sólidos totais, pH e condutividade elétrica das correntes de permeado e de retido. Os resultados obtidos em (i) indicaram que o processo é adequado para obtenção de concentrados protéicos com diferentes graus de pureza, podendo chegar a uma pureza protéica de 70 % em base seca. Em (ii) os resultados indicam que algum tipo de agregação e desnaturação pode ocorrer com as proteínas nas condições em que os experimentos foram realizados, pois as tentativas de fracionamento não apresentaram resultados satisfatórios. Entre as membranas utilizadas as que apresentaram os resultados mais promissores foram a MF-7002 e a VCWP, com um fracionamento parcial das proteínas majoritárias presentes no soro. / Whey is the liquid byproduct produced by the dairy industry during the manufacture of cheeses and casein. As a raw material it can provide in the food technology new potentialities due to the functional and nutritional properties of its proteins. However, many industries still consider the whey as waste material, which if not properly disposed creates a very severe environmental problem due to its high organic load. These factors led to the development of important alternatives to the right utilization of the whey, therefore solving the pollution problem and providing economical advantages to the dairy industries. Membrane technology, especially ultrafiltration (UF), has been used in the dairy industries to produce whey protein concentrates, because this process allows the selective concentration of the proteins in relation to the other components. Moreover, due to the specific properties of each whey protein, the interest in fractionating these proteins has been increased, since their properties could not be enhanced in the protein concentrates due to the interactions between the different components. The UF and microfiltration (MF) have being tested to simultaneously fractionate, purify and concentrate the whey thus improving its utilization. In this context, by using membrane separation process, the objectives of this work are: (i) to concentrate and to purify the whey proteins, (ii) from the protein concentrate obtained in (i) to fractionate the main whey proteins, the β-lactoglobulin and the α-lactoalbumin. The concentration step (i) was performed with UF membranes with a molecular weight cutoff of 10 kDa, the system was operated in batch mode associate with discontinuous diafiltration (DF), in order to remove salts and lactose simultaneously, leading to a whey protein concentrate above 50% protein (dry basis). The experiments were carried out with the following operating conditions: temperature of 50 °C, transmembrane pressure of 2 bar and cross flow rate of 840 L.h-1. Four strategies have been tested by changing the volumetric concentration factor (FC) and the volume and the number of DF. In the fractionation stage (ii) the protein concentrate obtained in (i) was processed with different UF and MF membranes in order to separate the two main proteins present in the whey. The following UF and MF membranes have been tested: HN06 (20 kDa), RZ04 (70 kDa), VCWP (0,1 μm), MF-7002 (0,1 μm), UF-C50 (50 kDa) and UF-C20 (20 kDa). To achieve the separation, characteristics such as molecular weight of the proteins and pH of the solution had been considered. The efficiency of each process was evaluated by determining the concentration of proteins and lactose, total solids contend, the pH and the electrical conductivity for both streams, the permeate and the concentrate. The results have shown that the UF process is adequate for production of protein concentrates with different degrees of purity; in the best experimental strategy, the protein concentrate obtained had 70 % protein, dry basis. In the protein fractionating stage the results indicate that some kind of aggregation and denaturation is occurring with the proteins in the operating conditions tested in this work, therefore the fractionation process did not show satisfactory results until now. Amongst the membranes used the results showed that the most promising were the MF-7002 and VCWP membranes, with a partial separation.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-02-07T03:12:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343968.pdf: 3375355 bytes, checksum: 5c1a9d33ae2afd3996efd23380ef113e (MD5) Previous issue date: 2016 / O dióxido de carbono (CO2) é um gás atóxico amplamente utilizado na conservação de alimentos que não respiram embalados em atmosfera modificada (AM). A microbiota deteriorante de produtos lácteos é composta predominantemente por bactérias psicrotróficas Gram-negativas, grupo microbiológico citado pela literatura científica como mais sensível aos efeitos bacteriostáticos do CO2. Novos processos com objetivo de incorporar o CO2 em alimentos que não respiram antes do envase são desenvolvidos visando maior aproveitamento do volume útil das embalagens e efeito microbiostático, destacando: solubilização de CO2 no produto acabado antes do envase e incorporação de CO2 durante as etapas de processamento e/ou em matérias-primas específicas. O presente trabalho avalia os fenômenos envolvidos na absorção e dessorção de CO2 em queijo Minas frescal durante o processo de pré-solubilização e após envase, assim como o impacto de diferentes concentrações de CO2 dissolvido no crescimento de bactérias psicrotróficas (PSI) e ácido lácticas (BAL) em queijo Minas frescal tradicional e light, estocado a 7 °C. A solubilidade e o coeficiente de difusão efetivo do CO2 nos produtos, incluindo gordura láctea bovina anidra, foram determinados por método manométrico a 4°C, 7°C e 10°C, contendo adaptações e melhorias em relação aos métodos já propostos na literatura. O aumento do teor lipídico promove aumento da solubilidade e redução da difusividade do CO2 nos produtos, impactando as cinéticas de absorção e dessorção do gás. Modelos matemáticos de transferência de massa no produto e embalagem foram formulados para predizer as cinéticas de composição gasosa e concentração de CO2 dissolvido no alimento durante as etapas de processo e armazenamento. Esses modelos foram acoplados ao modelo de crescimento microbiano de Baranyi e Roberts com modelo secundário correlacionando velocidade máxima de crescimento (µmax) com a [CO2]dissolvido. O processo de pré-solubilização de CO2 mostrou-se eficaz na redução de µmax de PSI e BAL em ambos os queijos estudados. Embora com concentrações de CO2 inferiores devido à menor solubilidade, o crescimento de PSI em queijo light foi mais afetado. As BAL foram afetadas com menor intensidade que PSI. Os dados de evolução do pH e sinerese estão em concordância com os dados microbiológicos, sendo que maiores valores de pH e menores índices de sinerese ocorreram para menores atividades microbianas. Oacoplamento de modelos de transferência de massa com modelos de crescimento microbiológico é uma ferramenta importante para otimizar sistemas com AM e/ou com pré-solubilização de CO2, sendo útil em predições e avaliações da vida útil e segurança microbiológica dos produtos.<br> / Abstract : Carbon dioxide (CO2) is a nontoxic gas widely used in the conservation of non-respiring foods that are packaged in modified atmosphere (MA).The spoilage microbiota of dairy products consists largely of psychotrophic Gram-negative bacteria, a microbiological group often cited in the literature as being the most sensitive one to the bacteriostatic effects of CO2. New processes that aim to incorporate CO2 into non-respiring foods before packaging are developed, seeking to better utilize the volume of the packages and the microbiostatic effect. In these processes, the following are highlighted: the solubilization of CO2 in the finished product before packaging and the incorporation of CO2 during the processing steps and/or in specific raw material. The present investigation evaluates the phenomena involved in the absorption and desorption of CO2 in Minas frescal cheese during the process of pre-solubilization and after packaging, as well as the impact that different concentrations of dissolved CO2 have on the growth of psycotrophic and lactic acid bacteria in both traditional and light Minas frescal cheese, stocked at 7°C. The solubility and effective diffusion coefficient of CO2 in the products, including anhydrous bovine milk fat, were determined through a manometric method at 4°C, 7°C and 10°C, with adaptations and improvements in relation to methods proposed in previous studies. The rise in lipid level promotes an increase of solubility and a decrease of CO2 diffusivity in the products, which has an impact on the kinetic constants and on gas desorption. Mathematical models of mass transfer on the product and package were formulated to predict the kinetics of gas in headspace and the concentration of dissolved CO2 in the food during the processing and packaging steps. These were coupled to Baranyi and Roberts? growth model, with a secondary model correlating µmax to [CO2]dissolved. The pre-solubilization process of CO2 efficiently reduced the growth speed (µmax) of psycotrophic and lactic acid bacteria in both types of cheese. Such effect was higher for the light cheese, despite its lower CO2 concentrations, which were caused by its lower solubility. As expected, lactic acid bacteria were less affected than psycotrophic bacteria. The data for pH evolution and syneresis are in accordance with the microbiological data ? higher pH values and lower syneresis indices were found for lower microbial activity. The coupling of mass transfer models with microbiological growth models is animportant tool for the optimization of systems with MAP and/or with the pre-solubilization of CO2.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-02Bitstream added on 2014-06-13T19:42:05Z : No. of bitstreams: 1 gomes_rg_dr_sjrp.pdf: 794063 bytes, checksum: 704bbb848b9f64d5c472083c33bb2e84 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Clicar acesso eletrônico abaixo. / Not available. Click electronic access below.

O soro lácteo é produzido pela indústria de laticínios durante a fabricação de queijos e caseína. Como matéria-prima pode conferir à tecnologia alimentar novas potencialidades devido às propriedades funcionais e nutricionais das suas proteínas. Porém, muitas indústrias ainda consideram o soro como um efluente, o qual quando não devidamente tratado gera um sério problema ambiental por causa da 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. A tecnologia de separação por membranas, especialmente a ultrafiltração (UF), vem sendo empregada pelas indústrias de laticínios para obter concentrados protéicos a partir do soro, pois este processo permite a concentração seletiva das proteínas em relação aos outros componentes de natureza não protéica. Além disto, devido às propriedades específicas de cada proteína do soro, tem havido um crescente interesse no fracionamento destas proteínas, porque muitas vezes estas características não são realçadas nos concentrados protéicos devido a interações com outros componentes. A UF e a microfiltração (MF) vêm sendo testadas para se obter frações distintas das proteínas do soro. Dentro deste contexto, utilizando processos de separação por membranas, os objetivos deste trabalho são: (i) concentrar e purificar as proteínas do soro, (ii) a partir do concentrado protéico obtido em (i) obter duas frações, uma rica em β-lactoglobulina e a outra em α- lactoalbumina (as proteínas mais abundantes no soro). A etapa de concentração (i) foi realizada utilizando membranas de UF com massa molar de corte de 10 kDa, o sistema foi operado no modo batelada associado a diafiltração (DF), permitindo, desta forma, uma maior remoção de sais e lactose, conduzindo simultaneamente a uma maior concentração de proteínas no retido. As condições de operação mantidas constantes foram: temperatura de 50 °C, pressão transmembrana de 2 bar e vazão de alimentação de 840 L.h-1. Foram testadas quatro estratégias variando o fator de concentração volumétrico (FC); o volume e o número de DF que deveriam ser realizadas para obtenção do concentrado protéico mais puro. Na etapa de fracionamento (ii) o concentrado protéico obtido em (i) foi tratado por diferentes processos de separação com membranas a fim de fracionar as proteínas majoritárias. Nesta etapa membranas de UF e MF foram testadas: HN06 (20 kDa), RZ04 (70 kDa), VCWP (0,1 μm), MF-7002 (0,1 μm), UF-C50 (50 kDa) e UF-C20 (20 kDa). Para realizar a separação foram consideradas características como: massa molar e pH da solução de alimentação. A eficiência de cada processo foi avaliada pela determinação da concentração de proteína, lactose, sólidos totais, pH e condutividade elétrica das correntes de permeado e de retido. Os resultados obtidos em (i) indicaram que o processo é adequado para obtenção de concentrados protéicos com diferentes graus de pureza, podendo chegar a uma pureza protéica de 70 % em base seca. Em (ii) os resultados indicam que algum tipo de agregação e desnaturação pode ocorrer com as proteínas nas condições em que os experimentos foram realizados, pois as tentativas de fracionamento não apresentaram resultados satisfatórios. Entre as membranas utilizadas as que apresentaram os resultados mais promissores foram a MF-7002 e a VCWP, com um fracionamento parcial das proteínas majoritárias presentes no soro. / Whey is the liquid byproduct produced by the dairy industry during the manufacture of cheeses and casein. As a raw material it can provide in the food technology new potentialities due to the functional and nutritional properties of its proteins. However, many industries still consider the whey as waste material, which if not properly disposed creates a very severe environmental problem due to its high organic load. These factors led to the development of important alternatives to the right utilization of the whey, therefore solving the pollution problem and providing economical advantages to the dairy industries. Membrane technology, especially ultrafiltration (UF), has been used in the dairy industries to produce whey protein concentrates, because this process allows the selective concentration of the proteins in relation to the other components. Moreover, due to the specific properties of each whey protein, the interest in fractionating these proteins has been increased, since their properties could not be enhanced in the protein concentrates due to the interactions between the different components. The UF and microfiltration (MF) have being tested to simultaneously fractionate, purify and concentrate the whey thus improving its utilization. In this context, by using membrane separation process, the objectives of this work are: (i) to concentrate and to purify the whey proteins, (ii) from the protein concentrate obtained in (i) to fractionate the main whey proteins, the β-lactoglobulin and the α-lactoalbumin. The concentration step (i) was performed with UF membranes with a molecular weight cutoff of 10 kDa, the system was operated in batch mode associate with discontinuous diafiltration (DF), in order to remove salts and lactose simultaneously, leading to a whey protein concentrate above 50% protein (dry basis). The experiments were carried out with the following operating conditions: temperature of 50 °C, transmembrane pressure of 2 bar and cross flow rate of 840 L.h-1. Four strategies have been tested by changing the volumetric concentration factor (FC) and the volume and the number of DF. In the fractionation stage (ii) the protein concentrate obtained in (i) was processed with different UF and MF membranes in order to separate the two main proteins present in the whey. The following UF and MF membranes have been tested: HN06 (20 kDa), RZ04 (70 kDa), VCWP (0,1 μm), MF-7002 (0,1 μm), UF-C50 (50 kDa) and UF-C20 (20 kDa). To achieve the separation, characteristics such as molecular weight of the proteins and pH of the solution had been considered. The efficiency of each process was evaluated by determining the concentration of proteins and lactose, total solids contend, the pH and the electrical conductivity for both streams, the permeate and the concentrate. The results have shown that the UF process is adequate for production of protein concentrates with different degrees of purity; in the best experimental strategy, the protein concentrate obtained had 70 % protein, dry basis. In the protein fractionating stage the results indicate that some kind of aggregation and denaturation is occurring with the proteins in the operating conditions tested in this work, therefore the fractionation process did not show satisfactory results until now. Amongst the membranes used the results showed that the most promising were the MF-7002 and VCWP membranes, with a partial separation.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Saúde Animal, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-08-10T16:09:44Z No. of bitstreams: 1 2016_AndersonJoaquimPereiradosSantos.pdf: 1027712 bytes, checksum: 89b5dab1c01fe6b1b259e438601722cc (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-09-02T14:56:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_AndersonJoaquimPereiradosSantos.pdf: 1027712 bytes, checksum: 89b5dab1c01fe6b1b259e438601722cc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-02T14:56:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_AndersonJoaquimPereiradosSantos.pdf: 1027712 bytes, checksum: 89b5dab1c01fe6b1b259e438601722cc (MD5) / Com o objetivo de verificar o efeito do período de maturação sobre o desenvolvimento de micro-organismos foram realizados dois estudos, sendo o primeiro a partir da produção de queijos com leite cru (n=7) para avaliação das contagens de micro-organismos aeróbios mesófilos, coliformes totais e Escherichia coli, e o segundo com queijos fabricados com leite laboratorialmente esterilizado (n=7), para avaliação das contagens de Listeria monocytogenes inoculada. Em ambos os estudos, os queijos foram maturados em condições de temperatura (7,5 ± 1,5 °C) e umidade (45 ± 5 %) controladas, durante 60 dias. Foram realizadas análises da matéria prima (leite cru e leite esterilizado), da massa imediatamente após a produção, dos queijos no primeiro dia (dia 01) e a cada dez dias (dias 10, 20, 30, 40, 50 e 60); também foram determinados os teores de umidade desses queijos. Aeróbios mesófilos apresentaram contagens de 5,77 log UFC/mL no leite, 6,67 log UFC/g na massa, 8,92 log UFC/g com vinte dias de maturação, quando alcançou sua contagem máxima e 7,24 log UFC/g aos sessenta dias de maturação. As contagens de coliformes totais foram: 5,47 log UFC/mL no leite, 6,33 log UFC/g na massa, 7,73 log UFC/g aos dez dias de maturação, quando alcançou sua contagem máxima e 5,18 log UFC/g aos sessenta dias. E. coli apresentou contagens de 2,52 log UFC/mL no leite, 3,48 log UFC/g na massa, 5,19 log UFC/g com vinte dias, quando alcançou sua contagem máxima e 2,30 log UFC/g aos sessenta dias de maturação. As contagens de L. monocytogenes foram de 6,50 log UFC/g na massa, 8,09 log UFC/g no trigésimo dia, quando alcançou sua contagem máxima e 7,66 log UFC/g aos sessenta dias de maturação. Com os resultados obtidos foi possível concluir que o período de maturação de 60 dias não foi suficiente para garantir a higiene e a inocuidade dos queijos considerando o comportamento dos micro-organismos estudados sob as condições e os tempos analisados. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In order to verify the effect of the maturation period on the development of micro-organisms two studies were conducted, in which the first one was developed with cheeses produced with raw milk (n = 7) for evaluation of aerobic microorganisms mesophilic counts, total coliforms and Escherichia coli, and the second one with cheeses produced with laboratorial sterilized milk (n = 7) for the assessment of the counts of Listeria monocytogenes inoculated. In both studies, the cheeses were matured under controlled conditions of temperature (7.5 ± 1.5 ° C) and humidity (45 ± 5%), for 60 days. Analysis of the prime materials (raw milk and sterilized milk), the curd immediately after production, the cheeses on the first day (Day 01) and every ten days (days 10, 20, 30, 40, 50 and 60) were carried out; Also, the cheeses’ moisture were estimated. Mesophilic aerobic counts were 5.77 CFU/mL log in milk sample, 6.67 log CFU/g in curd sample, 8.92 log CFU/g in cheese sample within twenty days of ripening, when it reached its maximum count and 7.24 log CFU/g at the sixtieth day of ripening. Total coliform counts were: 5.47 log CFU/mL in milk sample, 6.33 log CFU/g in curd sample, 7.73 log CFU/g on the tenth day of ripening, when it reached its maximum count and 5.18 log CFU/g at the sixtieth day. E. coli showed counts of 2.52 log CFU/mL in milk sample, 3.48 log CFU/g in curd sample, 5.19 log CFU/g with twenty days of ripening when reached its maximum count and 2.30 log CFU/g at the sixtieth day of ripening. L. monocytogenes counts were 6.50 log CFU/g in curd sample, 8.09 log CFU/g on the thirtieth day, when it reached its maximum count and 7.66 log CFU/g within sixty days of ripening. With the results it was concluded that the 60-day maturation period was not enough to ensure the hygiene and safety of cheeses considering the behavior of micro-organisms studied under the circumstances analyzed.

Este projeto tem como finalidade o estudo da produção contínua de etanol em biorreator, por células de levedura imobilizadas por envolvimento, usando como meio de cultivo soro de queijo, um resíduo industrial potencialmente poluente. Na primeira etapa do estudo foi determinada, usando processo em batelada, a temperatura ótima para ser aplicada nos biorreatores de 300C para a Kluyveromyces marxianus CBS 6556 e de 370C para a Saccharomyces cerevisiae recombinante BLR 014. Posteriormente, foram realizados cultivos em biorreator contínuo de mistura completa (CSTR) com as células livres em suspensão para comparação com a produtividade de cultivos imobilizados. Os resultados mostraram que para a K. marxianus a taxa máxima a ser aplicada ao sistema é de 0,20 h-1 e para a S. cerevisiae recombinante de 0,10 h-1. Na etapa final, foram realizados os cultivos com as células imobilizadas por envolvimento em alginato de cálcio usando biorreator de fluxo pistonado com diferentes taxas de diluição (0,05 h-1, 0,10 h-1 e 0,20 h-1). Os resultados sugerem que ambas as cepas de levedura perdem produtividade com o decorrer do tempo de cultivo nas taxas de diluição maiores, provavelmente pela perda de viabilidade. Com o objetivo de averiguar se a perda de produtividade foi causada pela técnica de imobilização ou pela presença de componentes tóxicos no soro de queijo foram realizados experimentos com K. marxianus e uma cepa comercial de Saccharomyces cerevisiae KI em meio complexo YEPD. A cepa comercial não apresentou a perda de produtividade e a K. marxianus mostrou o mesmo perfil para ambos os meios, demonstrando que a imobilização e a composição do soro não afetam a produtividade, assim provavelmente esta queda seja causada por características no crescimento e metabolismo das cepas em questão. / The aim of this present work was to study a continuous alcohol production from cheese whey (potencial pollutant) using immobilized yeasts cells. In the first step of this work , the best temperature to be used on the bioreactor was determined using batch cultures. The temperature was 300C to Kluyveromyces marxianus CBS 6556 and 370C to Saccharomyces cerevisiae recombinant BLR 014. After this, were made cultivations on continuous stirred tank reactor (CSTR) using free cells for productivity comparation with immobilized cells reactors. Our results showing that maximum dilution rate to K. marxianus was 0.20 h-1 and to S. cerevisiae recombinant was 0,10 h-1 before cells wash out. In the final step, were made cultivations using alginate-immobilized cells in a plug-flow reactor with different dilution rates (0.05 h-1, 0.10 h-1 and 0.20 h-1). The results suggest that both yeast strains lost productivity when the high dilution rates was applied on the sistem, probably because the lost of cells viability. To investigate if the lost of productivity was consequence of immobilization technique or the presence of toxics or inhibitory components, were made cultivations on a complexe medium using a comercial strain S. cerevisiae KI and K. marxianus. The results showing that the comecial strain did not loose productivity so drastically and the K. marxianus showing the same behavior. In addition, the productivity lost probably was a consequence of metabolism and growth characteristics of the strains.

Este projeto tem como finalidade o estudo da produção contínua de etanol em biorreator, por células de levedura imobilizadas por envolvimento, usando como meio de cultivo soro de queijo, um resíduo industrial potencialmente poluente. Na primeira etapa do estudo foi determinada, usando processo em batelada, a temperatura ótima para ser aplicada nos biorreatores de 300C para a Kluyveromyces marxianus CBS 6556 e de 370C para a Saccharomyces cerevisiae recombinante BLR 014. Posteriormente, foram realizados cultivos em biorreator contínuo de mistura completa (CSTR) com as células livres em suspensão para comparação com a produtividade de cultivos imobilizados. Os resultados mostraram que para a K. marxianus a taxa máxima a ser aplicada ao sistema é de 0,20 h-1 e para a S. cerevisiae recombinante de 0,10 h-1. Na etapa final, foram realizados os cultivos com as células imobilizadas por envolvimento em alginato de cálcio usando biorreator de fluxo pistonado com diferentes taxas de diluição (0,05 h-1, 0,10 h-1 e 0,20 h-1). Os resultados sugerem que ambas as cepas de levedura perdem produtividade com o decorrer do tempo de cultivo nas taxas de diluição maiores, provavelmente pela perda de viabilidade. Com o objetivo de averiguar se a perda de produtividade foi causada pela técnica de imobilização ou pela presença de componentes tóxicos no soro de queijo foram realizados experimentos com K. marxianus e uma cepa comercial de Saccharomyces cerevisiae KI em meio complexo YEPD. A cepa comercial não apresentou a perda de produtividade e a K. marxianus mostrou o mesmo perfil para ambos os meios, demonstrando que a imobilização e a composição do soro não afetam a produtividade, assim provavelmente esta queda seja causada por características no crescimento e metabolismo das cepas em questão. / The aim of this present work was to study a continuous alcohol production from cheese whey (potencial pollutant) using immobilized yeasts cells. In the first step of this work , the best temperature to be used on the bioreactor was determined using batch cultures. The temperature was 300C to Kluyveromyces marxianus CBS 6556 and 370C to Saccharomyces cerevisiae recombinant BLR 014. After this, were made cultivations on continuous stirred tank reactor (CSTR) using free cells for productivity comparation with immobilized cells reactors. Our results showing that maximum dilution rate to K. marxianus was 0.20 h-1 and to S. cerevisiae recombinant was 0,10 h-1 before cells wash out. In the final step, were made cultivations using alginate-immobilized cells in a plug-flow reactor with different dilution rates (0.05 h-1, 0.10 h-1 and 0.20 h-1). The results suggest that both yeast strains lost productivity when the high dilution rates was applied on the sistem, probably because the lost of cells viability. To investigate if the lost of productivity was consequence of immobilization technique or the presence of toxics or inhibitory components, were made cultivations on a complexe medium using a comercial strain S. cerevisiae KI and K. marxianus. The results showing that the comecial strain did not loose productivity so drastically and the K. marxianus showing the same behavior. In addition, the productivity lost probably was a consequence of metabolism and growth characteristics of the strains.

O soro lácteo é produzido pela indústria de laticínios durante a fabricação de queijos e caseína. Como matéria-prima pode conferir à tecnologia alimentar novas potencialidades devido às propriedades funcionais e nutricionais das suas proteínas. Porém, muitas indústrias ainda consideram o soro como um efluente, o qual quando não devidamente tratado gera um sério problema ambiental por causa da 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. A tecnologia de separação por membranas, especialmente a ultrafiltração (UF), vem sendo empregada pelas indústrias de laticínios para obter concentrados protéicos a partir do soro, pois este processo permite a concentração seletiva das proteínas em relação aos outros componentes de natureza não protéica. Além disto, devido às propriedades específicas de cada proteína do soro, tem havido um crescente interesse no fracionamento destas proteínas, porque muitas vezes estas características não são realçadas nos concentrados protéicos devido a interações com outros componentes. A UF e a microfiltração (MF) vêm sendo testadas para se obter frações distintas das proteínas do soro. Dentro deste contexto, utilizando processos de separação por membranas, os objetivos deste trabalho são: (i) concentrar e purificar as proteínas do soro, (ii) a partir do concentrado protéico obtido em (i) obter duas frações, uma rica em β-lactoglobulina e a outra em α- lactoalbumina (as proteínas mais abundantes no soro). A etapa de concentração (i) foi realizada utilizando membranas de UF com massa molar de corte de 10 kDa, o sistema foi operado no modo batelada associado a diafiltração (DF), permitindo, desta forma, uma maior remoção de sais e lactose, conduzindo simultaneamente a uma maior concentração de proteínas no retido. As condições de operação mantidas constantes foram: temperatura de 50 °C, pressão transmembrana de 2 bar e vazão de alimentação de 840 L.h-1. Foram testadas quatro estratégias variando o fator de concentração volumétrico (FC); o volume e o número de DF que deveriam ser realizadas para obtenção do concentrado protéico mais puro. Na etapa de fracionamento (ii) o concentrado protéico obtido em (i) foi tratado por diferentes processos de separação com membranas a fim de fracionar as proteínas majoritárias. Nesta etapa membranas de UF e MF foram testadas: HN06 (20 kDa), RZ04 (70 kDa), VCWP (0,1 μm), MF-7002 (0,1 μm), UF-C50 (50 kDa) e UF-C20 (20 kDa). Para realizar a separação foram consideradas características como: massa molar e pH da solução de alimentação. A eficiência de cada processo foi avaliada pela determinação da concentração de proteína, lactose, sólidos totais, pH e condutividade elétrica das correntes de permeado e de retido. Os resultados obtidos em (i) indicaram que o processo é adequado para obtenção de concentrados protéicos com diferentes graus de pureza, podendo chegar a uma pureza protéica de 70 % em base seca. Em (ii) os resultados indicam que algum tipo de agregação e desnaturação pode ocorrer com as proteínas nas condições em que os experimentos foram realizados, pois as tentativas de fracionamento não apresentaram resultados satisfatórios. Entre as membranas utilizadas as que apresentaram os resultados mais promissores foram a MF-7002 e a VCWP, com um fracionamento parcial das proteínas majoritárias presentes no soro. / Whey is the liquid byproduct produced by the dairy industry during the manufacture of cheeses and casein. As a raw material it can provide in the food technology new potentialities due to the functional and nutritional properties of its proteins. However, many industries still consider the whey as waste material, which if not properly disposed creates a very severe environmental problem due to its high organic load. These factors led to the development of important alternatives to the right utilization of the whey, therefore solving the pollution problem and providing economical advantages to the dairy industries. Membrane technology, especially ultrafiltration (UF), has been used in the dairy industries to produce whey protein concentrates, because this process allows the selective concentration of the proteins in relation to the other components. Moreover, due to the specific properties of each whey protein, the interest in fractionating these proteins has been increased, since their properties could not be enhanced in the protein concentrates due to the interactions between the different components. The UF and microfiltration (MF) have being tested to simultaneously fractionate, purify and concentrate the whey thus improving its utilization. In this context, by using membrane separation process, the objectives of this work are: (i) to concentrate and to purify the whey proteins, (ii) from the protein concentrate obtained in (i) to fractionate the main whey proteins, the β-lactoglobulin and the α-lactoalbumin. The concentration step (i) was performed with UF membranes with a molecular weight cutoff of 10 kDa, the system was operated in batch mode associate with discontinuous diafiltration (DF), in order to remove salts and lactose simultaneously, leading to a whey protein concentrate above 50% protein (dry basis). The experiments were carried out with the following operating conditions: temperature of 50 °C, transmembrane pressure of 2 bar and cross flow rate of 840 L.h-1. Four strategies have been tested by changing the volumetric concentration factor (FC) and the volume and the number of DF. In the fractionation stage (ii) the protein concentrate obtained in (i) was processed with different UF and MF membranes in order to separate the two main proteins present in the whey. The following UF and MF membranes have been tested: HN06 (20 kDa), RZ04 (70 kDa), VCWP (0,1 μm), MF-7002 (0,1 μm), UF-C50 (50 kDa) and UF-C20 (20 kDa). To achieve the separation, characteristics such as molecular weight of the proteins and pH of the solution had been considered. The efficiency of each process was evaluated by determining the concentration of proteins and lactose, total solids contend, the pH and the electrical conductivity for both streams, the permeate and the concentrate. The results have shown that the UF process is adequate for production of protein concentrates with different degrees of purity; in the best experimental strategy, the protein concentrate obtained had 70 % protein, dry basis. In the protein fractionating stage the results indicate that some kind of aggregation and denaturation is occurring with the proteins in the operating conditions tested in this work, therefore the fractionation process did not show satisfactory results until now. Amongst the membranes used the results showed that the most promising were the MF-7002 and VCWP membranes, with a partial separation.

Os queijos macios são veículos conhecidos de surtos de listeriose. Os chamados \'queso blanco\' ou \'Latin-style fresh cheese\' representam um grupo heterogêneo de queijos macios brancos e não maturados produzidos e consumidos em diferentes países da América Latina. O queijo Minas Frescal é o representante brasileiro deste grupo e pode ser produzido utilizando-se diferentes tecnologias. Vários estudos têm mostrado que a ocorrência de Listeria monocytogenes (Lm) em queijo Minas Frescal é muito variável, enquanto altas populações de coliformes fecais (>104UFC/g) são muito comuns. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência dos coliformes no comportamento de Lm em queijo Minas Frescal produzido por acidificação direta do leite com ácido lático e por adição de cultura lática. Leite pasteurizado foi contaminado com Lm (106UFC/g e 1UFC/g) e coliformes (107UFC/g) e os queijos foram preparados seguindo-se os procedimentos de fabricação comerciais. Queijos preparados com leite contaminado somente com Lm (106CFU/g e 1CFU/g) ou coliformes (107UFC/g) foram utilizados como controle. As produções foram repetidas 3 vezes. Os queijos embalados em sacos de polietileno foram divididos em três grupos, sendo cada um estocado em uma das seguintes condições: 20 dias a 5oC; 20 dias a 12oC (temperatura de abuso); 8 dias a 5oC/16h seguido por 25oC/8h (para simular condições em feiras-livres). A cada 5 dias para os queijos armazenados a 5oC e 12oC, e a cada 2 dias para o outro grupo, duplicata de amostras foram retiradas e as populações de Lm, coliformes e bactérias láticas foram determinadas utilizando-se procedimentos padrões. pH e atividade de água também foram mensurados. A inibição de Lm foi observada nos queijos em que os coliformes estavam presentes (pelo menos 1 log de diferença em cada temperatura, com exceção dos queijos preparados com ácido lático e estocados com alternância de temperaturas). Os valores de pH e aw não foram suficientemente baixos para causarem essa inibição, entretanto, a acidez titulável foi maior em queijo contendo coliformes. Testes em ágar tripticase de soja (TSA) contendo diferentes concentrações de ácido lático e contaminados com Lm (106UFC/g e 1UFC/g) mostraram que, quando altas concentrações de ácido lático foram utilizadas (0,3% ou mais), a população de Lm não aumentou, indicando que o ácido lático produzido pelos coliformes pode ser um fator importante no controle de Lm em queijo Minas Frescal. É importante ressaltar que não é nossa intenção utilizar coliformes para inibir Lm nesse tipo de queijo. / Soft cheeses are a well known cause of listeriosis outbreaks. The so called \'queso blanco\' or \'Latin-style fresh cheese\' represents a heterogeneous group of white, unripened soft cheese produced and consumed in different Latin America countries. Minas Frescal cheese is the Brazilian representative of this group and it can be produced by different technologies. Several studies have shown that Listeria monocytogenes (Lm) occurrence in Minas cheese is highly variable, while high population of fecal coliforms (>104CFU/g) is very common. The objective of this study was to evaluate the influence of coliforms in the behavior of Lm in Minas Frescal cheeses produced by direct acidification of the milk with lactic acid and by the addition of a lactic culture. Pasteurized milk was spiked with Lm (106CFU/g and 1CFU/g) and coliforms (107CFU/g) and the cheeses were lab prepared following regular commercial procedures. Cheeses prepared with milk spiked only with Lm (106CFU/g and 1CFU/g) or coliforms (107CFU/g) were used as controls. The production had been repeated 3 times. The cheeses packed in polyethylene bags were divided in 3 groups and each group was stored in one of the following conditions: up to 20 days at 5oC; up to 20 days at 12oC (abuse temperature); up to 8 days at 5oC/16h followed by 25oC/8h (to simulate open market conditions). Every 5 days for cheeses stored at 5oC and 12oC, and every 2 days for the other group, duplicate samples were taken and Lm, coliforms and lactic acid bacteria population were determined using standard procedures. pH and water activity were also measured. An inhibition of Lm was observed in the cheeses when in the presence of coliforms (at least 1 log difference at any temperature, except cheeses prepared with lactic acid and stored with temperature alternation). The values of pH and aW had not been sufficiently low to cause this inhibition, however, the titratable acidity was higher in cheeses containing coliforms. Tests in tryptone soy agar containing different concentrations of lactic acid and spiked with Lm (106CFU/g and 1CFU/g) showed that when higher concentrations of lactic acid were used (0.3 % or more), the population of Lm did not increase, indicating that the lactic acid produced by coliforms may be an important factor in controlling Lm in Minas Frescal cheese. It is important to ressaltar that it is not our intention to use coliforms to inhibit Lm in this type of cheese.

Orientador: Walkiria Hanada Viotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-11T23:26:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_AlessandraCristina_M.pdf: 13985812 bytes, checksum: bf1a808ed9b27c73d1caa3fedd5b3378 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Esse trabalho teve por objetivo avaliar o uso combinado de ácido lático com diferentes proporções de fermento lático mesofilico (zero, 0,1% e 0,5%) no rendimento e qualidade fisico-química e microbiológica do queijo Minas Frescal. Foi determinada a composição fisico-química do leite, soro e queijo, a recuperação de gordura e proteína nos queijos e o rendimento de fabricação. Semanalmente, durante 21 dias, foram avaliadas a qualidade microbiológica (contagem total, coliformes a 30°C e 45°C, bolores e leveduras), a acidificação, a proteólise e as propriedades reológicas dos queijos. A mudança na proporção de fermento lático não afetou significativamente (p>0,16) a composição fisicoquímica, a recuperação de gordura, recuperação de proteína e o rendimento dos queijos. Entretanto, os queijos com 0,5% de fermento apresentaram menores valores de recuperação de gordura e proteína e, consequentemente, menores valores de rendimento. Para todas as análises de contaminantes realizadas, os queijos sem fermento apresentaram contagens mais altas, confirmando a proteção que o fermento confere aos queijos, mesmo que em pequenas proporções. Valores de pH e acidez mantiveram-se estáveis nos queijos sem fermento durante os 20 dias de estocagem, diferindo significativamente (p=0,05) dos queijos com fermento, onde o pH diminuiu e a acidez aumentou durante o mesmo período. Os índices de extensão e profundidade de proteólise aumentaram significativamente (p=0,0001) com o tempo. Com relação à extensão da proteólise, os maiores níveis foram observados nos queijos sem fermento, diferindo significativamente dos queijos com fermento (p=0,05). Estatisticamente, os queijos não apresentaram diferenças significativas (p=0,05) para profundidade de proteólise, mas pode ser observada uma tendência de aumento dos índices de Nitrogênio solúvel em TCA12%/NT conforme aumentou-se a proporção de fermento utilizada. Com relação ao comportamento reológico, os queijos sem fermento mostraram maiores valores para tensão na ruptura (Orup), módulo de elasticidade (E) e trabalho na ruptura (Wrup),e menores valores para deformação (EHrup), sendo essas diferenças estatisticamente significativas (p=O,05) para módulo de elasticidade e deformação. A utilização de 0,1% de fermento mostrou-se uma boa alternativa na fabricação do queijo Minas Frescal, pois não causou redução no rendimento, apresentou níveis de acidificação e proteólise aceitáveis e conferiu proteção contra microorganismos contaminantes. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos