Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1651.pdf: 3101567 bytes, checksum: 399a65fa1b493a7477de38b37956b87e (MD5) Previous issue date: 2007-12-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / Enzymatic hydrolyzed proteins present some advantages over the pool of amino acids obtained after a chemical hydrolysis: lower osmolality (easier absorption by the organism) and better sensorial characteristics. The removal of phenylalanine (Phe) from these hydrolysates allows their use in the diet of phenylktonuria (PKU) patients. This Thesis studies the sequential hydrolysis of cheese whey proteins. This process aims at producing a protein hydrolysate with low contents of Phe, after two reaction stages: in the first one, concentrated cheese whey proteins are hydrolyzed by the endoprotease chymotrypsin, immobilized on agarose gel. The substrate of the second stage is the product of the first one. This reaction is the central focus of this Thesis, and consists in a hydrolysis using the exoprotease carboxipeptidase A (CPA), immobilized on the same matrix. Since the scope of this work was a process for obtaining a protein hydrolysate with low contents of Phe for phenylketonurics, another stage had to be incorporated: ultrafiltration, to separate the amino acids released by the action of CPA, mainly Phe (and other amino acids that inhibit the reaction). With this purpose, an enzymatic membrane reactor (EMR) is proposed. It should be noticed that, to the best of our knowledge, the reactor design presented here has not been published yet. The EMR had spherical agarose particles within the reaction space, retained by a stainless steel mesh (400 Tyler). Hence, the ultrafiltration membrane was in charge only of the separation of the amino acids in the hydrolysate, which was continuously recycled to the flask containing the immobilized enzyme. Assays to characterize the membranes were performed. These membranes were then used in the integrated process (reaction with immobilized enzyme coupled to the ultrafiltration), for different experimental conditions. The substrates where Prato and Minas Frescal cheese whey. Two set-ups of the ultrafiltration unit were tested: flat plate and hollow fiber, both with 1 kDa cut-off. The reactor volume/membrane area ratios were 7.5×10-2 cm and 76.9×10-2 cm, respectively. Finally, the performance of three systems was compared: EMR with flat plane and hollow fiber and a batch reactor, followed by diafiltration. The hollow fiber EMR showed the best performance (85% conversion, productivity of 275.2×10-7 ghidrolisado/mgPhe/UH-PHE/h and only 1% retention of Phe in the membrane, after assays of 10 h). The resulting product was appropriate for phenylketonurics, with high protein contents (53.4 g/L), mainly constituted by small peptides (≤ 5.8 kDa) and with 19.9 mgPhe/gProteína, within the admissible range for PKU / Os hidrolisados protéicos via enzimática apresentam algumas vantagens, em relação à mistura de aminoácidos livres obtida pela hidrólise química: menor osmolalidade (e, portanto, maior facilidade de absorção pelo organismo) e características sensoriais mais agradáveis. Por sua vez, a remoção da fenilalanina (Phe) desses hidrolisados permite a utilização dos hidrolisados na dieta de fenilcetonúricos. Nesta Tese foi estudada a hidrólise enzimática seqüencial de proteínas de soro de queijo, processo proposto para obtenção de um hidrolisado protéico, com reduzido teor de Phe, e constituído de duas etapas reacionais: na primeira, as proteínas do soro de queijo concentrado são hidrolisadas pela endoprotease quimotripsina, imobilizada em gel de agarose. A segunda etapa, cujo substrato é o produto da primeira proteólise, é o foco central desta Tese, e consiste na hidrólise do substrato prehidrolisado utilizando-se a exoprotease carboxipeptidase A (CPA), imobilizada na mesma matriz. Como o escopo do trabalho era o processo para obtenção de um hidrolisado protéico com baixo teor de Phe para pacientes fenilcetonúricos foi necessário incorporar outra etapa: ultrafiltração, para separar os aminoácidos liberados por ação da CPA, principalmente Phe (além de outros aminoácidos inibidores da reação). Para isso, propõe-se trabalhar com reator enzimático de membrana (REM). Destaque-se que a concepção de reator aqui apresentada é, até onde vai nosso conhecimento, inédita. Estudou-se um reator de membrana com a enzima imobilizada em partículas esféricas de gel de agarose, retidas no volume reacional propriamente dito por meio de um filtro de aço (400 Tyler). Assim, a membrana de ultrafiltração ficou a cargo apenas da separação dos aminoácidos presentes no hidrolisado, que era reciclado continuamente para o frasco contendo a enzima imobilizada. Foram realizados ensaios para caracterização das membranas utilizadas, para posteriormente serem realizados ensaios em diferentes condições experimentais no processo integrado (reação com enzima imobilizada acoplada à ultrafiltração), utilizando como substratos soro de queijo tipo Prato e Minas Frescal. Foram testadas duas configurações de unidades de ultrafiltração: placa plana e fibra oca, ambas com corte de 1 kDa As razões volume de reator/área de membrana testadas foram de 7,5×10-2 e 76,9×10-2 cm, rescpectivamente. Foi desenvolvido um modelo matemático do REM, e suas predições foram comparados com dados experimentais de hidrólise com CPA para ambos os sistemas. Finalmente, foi comparado o desempenho de três sistemas: reator com membrana de placa plana, reator com membrana de fibra oca e reator em batelada, seguido por diafiltração com membrana de fibra oca. O REM tipo fibra oca apresentou o melhor desempenho (85% de conversão, uma produtividade de 275,2×10-7 ghidrolisado/mgPhe/UH-Phe/h e apenas 1% de retenção de Phe na membrana, em ensaios de 10 h. O produto resultante desse sistema apresentou características próprias para ser utilizado como complemento protéico para pacientes fenilcetonúricos, com um alto conteúdo protéico (53,4 g/L) constituído majoritariamente por pequenos peptídeos (≤ 5,8 kDa) e com 19,9 mgPhe/gProteína valor que se encontra dentro da faixa tolerada para pacientes de fenilcetonúria

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2138.pdf: 4301493 bytes, checksum: b5c60c6030083935e6ef824229ef53ac (MD5) Previous issue date: 2008-10-17 / Universidade Federal de Minas Gerais / The continuous advances in process computing have provided in recent years several sophisticated tools for process analysis and simulation. The effective use of these tools demands the capability to interface with a pre-existent process system hierarchy. Within this perspective, an important issue is to provide meaningful and useful simulation and optimization applications for complex systems that require integration with data-intensive experimentation. This study proposes an integrated environment, using Internet as development platform, for simulation, monitoring, control and optimization of a cheese whey refinery, employing immobilized and stabilized enzymes as catalysts. The multipurpose process described here, the cheese whey biorefinery, provides, besides lactose, whey protein concentrates and hydrolysates that can be applied in food and pharmaceutical formulae. In these circumstances, it is possible to add value to this significant by-product of the dairy industry, avoiding its disposal in natura (what is mostly done by small cheese manufacturers). In parallel, relevant aspects of the enzymatic reactions within the cheese whey biorefinery were investigated. The lumping of substrate molecules in pseudo-components, using a hybrid phenomenological-neural approach for description of the enzymatic depolymerization kinetics, is the suggestion to follow the complex reaction dynamics in biorefinery. During the estimative of model parameters, global search algorithms and different post-fitting statistical strategies were implemented and evaluated. The work, thus, is concerned with two of the main dilemmas/challenges of the present millennium: reduction of environmental problems related to the disposal of agro-industrial residues (i.e., cheese whey) and development of processes for food production from alternative sources (whey refinery). The integrated web application here presented may allow small companies to access a remote engineering centre , with know-how on plant design, economic evaluation and advanced control/optimization techniques. The idea can also be extended to large dairy companies, providing the remote control of sites of production geographically sparse. All implemented algorithms for remote process monitoring and control were validated with data from laboratory-scale assays. The validation of the hydrolytic kinetic models followed the same procedure. According to the achieved results, is possible to conclude that the robustness of the integrated computational environment was demonstrated. The prediction capability of the approaches employed for description of the proteolytic enzymatic reactions was verified, as well. / O contínuo avanço no processamento computacional vem proporcionando nos últimos anos o desenvolvimento e aplicação de ferramentas cada vez mais elaboradas de análise e simulação de processos. O uso consistente dessas ferramentas demanda, entre outras competências, a capacidade de interação com uma hierarquia de sistemas pré-definida pela engenharia de processos. Por outro lado, é imprescindível, nesse contexto, validar os cálculos matemáticos com dados reais de processo. Esta tese propõe um ambiente integrado, utilizando a Internet como plataforma de desenvolvimento, para simulação, monitoramento, controle e otimização do processo de refino do soro de queijo, utilizando enzimas imobilizadas em suporte inerte como catalisadores. O processo de refino aqui apresentado, dentro do escopo de uma planta multipropósito denominada biorefinaria de soro de queijo, disponibiliza como produtos, além da lactose, concentrados e hidrolisados protéicos com aplicação vasta em formulações alimentícias e farmacêuticas. Assim, agrega-se valor a um importante resíduo da indústria queijeira, altamente poluente se descartado in natura no meio ambiente. Paralelamente, aspectos relevantes das reações enzimáticas envolvidas na biorefinaria do soro de queijo foram aprofundados. O agrupamento de moléculas de substrato em pseudocomponentes, utilizando-se um enfoque híbrido fenomenológico-neuronal para descrição da complexa cinética de despolimerização enzimática, é a proposta para o acompanhamento dinâmico dos processos ocorrendo na biorefinaria. Durante o procedimento de estimativa paramétrica desses modelos cinéticos, algoritmos globais de busca e diferentes ferramentas de análise estatística pós-ajuste foram implementadas e avaliadas. O trabalho, assim, se insere em dois dos principais dilemas/desafios do presente milênio: redução do impacto ambiental provocado por resíduos agroindustriais (soro de queijo) e desenvolvimento de processos para produção de alimentos a partir de fontes alternativas (refino do soro). Nesse contexto, com o aplicativo aqui desenvolvido, pequenas e médias empresas interessadas em implementar o processo de beneficiamento do soro de queijo têm acesso a dados para dimensionamento dos equipamentos, estimativa do custo de produção e do retorno de investimento, com base em atualizações em tempo real de preços, custos e taxas de juros pela própria Internet. Com rotinas avançadas de monitoramento e controle agregadas, o ambiente integrado também pode se tornar atrativo para grandes indústrias de laticínios que tenham várias unidades fisicamente descentralizadas. Nesse caso, cada unidade poderia ser monitorada à distância, por exemplo, por um núcleo central de engenharia (conceito este que pode ser ampliado até níveis globais, com plantas de produção em diferentes países). Todos os algoritmos de monitoração e controle remotos implementados nesta tese foram validados em ensaios experimentais em escala de laboratório. Da mesma forma, os modelos cinéticos das reações enzimáticas também foram testados, em ensaios independentes de validação. Com base no conjunto de resultados apresentados, pode-se afirmar que ficou demonstrada tanto a robustez do ambiente computacional integrado, como a propriedade dos enfoques utilizados para descrição das reações de proteólise enzimática.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCMAG.pdf: 44716096 bytes, checksum: e3e312b192d857e9515643f716291ed1 (MD5) Previous issue date: 2004-11-30 / Universidade Federal de Minas Gerais / This work is part of a global project whose aim is the production of a cheese whey proteins hydrolysate with controlled composition. The process is composed by sequential hydrolysis of the whey proteins using trypsin, chymotrypsin and carboxipeptidase A (CPA). The phenylalanine (Phe) and the other aromatic amino acids released after action of CPA may be removed from the product, providing an adequate source of proteins for phenylketonurics patients and a final product with more pleasant flavor. After its separation, a final step of hydrolysis using the non-specific protease AlcalaseÒ produces a mixture of small peptides with better properties than a mixture of free amino acids. However, the use of enzymes in industrial processes requests its immobilization and stabilization. We have studied in this work the first two hydrolysis stages aiming to reach the following general objectives: to prepare derivatives of trypsin (on sepabeads, chitosan and agarose) and chymotrypsin (just on agarose), to study the sequential hydrolysis of the cheese whey proteins with trypsin and chymotrypsin immobilized on glyoxyl-agarose gel and to investigate the kinetic of the hydrolysis of these proteins with immobilized chymotrypsin. Trypsin-sepabeads derivatives were prepared on resins modified with iminodiacetic acid (IDA) or modified with IDA and copper. Yield of immobilization of approximately 100% and complete recovery of the enzyme on supports were obtained. Factors of stabilization in relation to the soluble enzyme from 90 times (Sepabeads- IDA-Cu2+) to 138 times (Sepabeads-IDA), at 55ºC, were reached and the trypsin- (Sepabeads-IDA) derivative showed to be more efficient in the casein hydrolysis than the trypsin-glyoxyl-agarose one. Trypsin-chitosan derivatives were prepared on coagulated matrices in NaOH solution (0.1 or 1N) and activated with glutaraldehyde (pH 7 or 10) or glycydol. Chitosan derivatives whose matrices were activated with glutaraldehyde reached 100% of yield of immobilization, while the ones activated with glycydol reached just 60%. In all the studied cases it was possible to recover completelly the enzyme on supports until the enzymatic load of 20mgEnz./gGel. Derivatives prepared on coagulated matrices in NaOH 0.1 or 1N and activated at pH 7 resulted in 100% of yield of immobilization and complete recovery of the enzyme on gel until the enzymatic load of 40mgEnz./gGel. At 40ºC, the glutaraldehyde-chitosan derivatives were approximately 460 times more stable than the soluble enzyme; at 70ºC, the glyoxyl-chitosan derivative showed to be approximately 13 times more stable than the glutaraldehyde-chitosan derivative. The trypsin-chitosan derivatives presented the highest hydrolysis activity at 50ºC and pH 9 (40ºC and pH 9 for the soluble enzyme). The best trypsin-chitosan derivative (coagulated in NaOH 0.1M and activated at pH 7) showed similar performance to the soluble enzyme in the hydrolysis of the cheese whey proteins (hydrolysis degree (DH) of 12%). Trypsin and chymotrypsin derivatives immobilized on glyoxyl-agarose gel were prepared following a protocol available in the literature (agarose activated with glycydol and oxidized with NaIO4 to obtain 75µmoles of aldehyde/mL of gel, at 25oC and pH 10.05). The factors of stabilization obtained for trypsin (3920 times) and chymotrypsin (14535 times) are according with results already published and were confirmed through acid hydrolysis of the soluble enzymes and stabilized derivatives. These experiments showed that 64.76% and 72.15% of the lysines present in the trypsin and chymotrypsin, respectively, were involved in the enzyme-support attachment. In consequence of this stabilization, the derivatives showed maximum hydrolysis activity of synthetic substrates in temperatures and pH higher than the obtained for the soluble enzymes (trypsin - 85ºC and pH 11; chymotrypsin - 70ºC and pH 10.5). Hydrolysis of the cheese whey proteins assays using trypsin were developed varing the DH from 0 to 12%. After that, the obtained mixtures were hydrolysates with chymotrypsin and carboxipeptidase A, sequentially, using long times and high enzymes concentrations. The results showed that removal of Phe of approximately 100% was obtained in the following conditions: DHtrypsin of 0%, DHchymotrypsin of 12.4% (3.05mgEnz./mL of solution - 10 hours) and 10 hours of reaction with CPA (200UHPHE/ gProtein), producing 15.5% of peptides with molecular mass (MM) lower than 1046Da. The kinetic of the hydrolysis of the whey proteins was studied and the apparent kinetic parameters of the Michaelis-Menten model taking into account competitive inhibition by the substrate ( app max V , app m K and app S K ) were calculated by initial rates method using a derivative with high enzymatic load - 40mgEnz./gGel. In this work, the substrate concentration was defined in terms of peptides bonds that could be cleaved by chymotrypsin. The effectiveness factor found for reactions developed in presence of difusional effects was 0.78. The long-term assays (10 hours) were perfectly fitted by a model where the first five minutes were described by the first order kinetic (V=kN) and times higher than five minutes were represented by a function of P/No (V=f(P/No)). / Obs.:Devido a restrições dos caracteres especias, verifcar resumo em texto completo para download.Este trabalho está inserido em um projeto global que visa a produção de um hidrolisado de proteínas do soro de queijo com composição controlada. O processo prevê ação seqüencial de tripsina, quimotripsina e carboxipeptidase A (CPA), remoção de fenilalanina (Phe) e demais aminoácidos aromáticos liberados após ação da CPA e hidrólise final com AlcalaseÒ, para obtenção de di e tripeptídeos. A mistura de pequenos peptídeos resultante possui propriedades melhores do que as de uma mistura de aminoácidos livres. A remoção da Phe e demais aminoácidos hidrofóbicos desses hidrolisados viabiliza sua utilização por pacientes portadores de fenilcetonúria, além de proporcionar sabor mais agradável ao produto final, pois estes têm sabor amargo. O uso de enzimas em processos industriais requer, contudo, a imobilização e a estabilização destas. Neste trabalho foram enfocadas as duas primeiras etapas de hidrólise visando cumprimento dos seguintes objetivos gerais: preparação de derivados de tripsina (sobre sepabeads, quitosana e agarose) e quimotripsina (apenas sobre agarose), estudo da hidrólise seqüencial das proteínas do soro com tripsina e quimotripsina imobilizadas sobre gel glioxil- agarose e investigação da cinética da hidrólise dessas proteínas com quimotripsina imobilizada sobre agarose. Derivados tripsina-sepabeads foram preparados usando-se resina modificada apenas com ácido iminodiacético (IDA) ou modificada com IDA e posteriormente reagida com cobre. Foram obtidos rendimentos de imobilização de aproximadamente 100% e completa recuperação da enzima nos suportes utilizados, com fatores de estabilização em relação à enzima solúvel variando de 90 (derivados Sepabeads-IDACu2+) a 138 vezes (derivados Sepabeads-IDA), a 55ºC. Estudo do desempenho do derivado tripsina-(Sepabeads-IDA) no fracionamento da caseína mostrou sua maior eficiência frente ao derivado tripsina-glioxil-agarose. Derivados estabilizados tripsina-quitosana foram preparados sobre matrizes coaguladas em solução de NaOH (0,1 ou 1N) e ativadas com glutaraldeído (pH 7 ou 10) ou glicidol. Para todos os derivados tripsina-quitosana ativados com glutaraldeído obteve-se 100% de rendimento de imobilização, enquanto que o alcançado pelo derivado cuja matriz foi ativada com glicidol foi de apenas 60%. Recuperação da enzima nos géis de 100% foi obtida para todos os suportes estudados até carga de 20mgEnz./gGel. Derivados preparados sobre matrizes ativadas a pH 7, independentemente da concentração da solução coagulante (NaOH 0,1 ou 1N), resultaram em 100% de rendimento e total recuperação da enzima no gel até carga enzimática de 40mgEnz./gGel. Fatores de estabilização em torno de 460 vezes foram obtidos para derivados tripsina-quitosana-glutaraldeído em relação à enzima solúvel, a 40ºC. A 70ºC, o derivado tripsina-quitosana-glioxil mostrou-se aproximadamente 13 vezes mais estável que derivados tripsina-quitosana-glutaraldeído. Temperatura de 50ºC e pH 9 foram condições nas quais derivados tripsina-quitosana apresentaram maior atividade de hidrólise (para a enzima solúvel 40ºC e também pH 9). O melhor derivado tripsina-quitosana preparado (coagulação em NaOH 0,1N e ativação a pH 7) mostrou desempenho similar ao da enzima solúvel na hidrólise das proteínas do soro (grau de hidrólise (GH) de 12%). Derivados de tripsina e quimotripsina sobre gel glioxil-agarose foram preparados utilizando-se protocolo disponível na literatura (agarose ativada com glicidol e oxidada com NaIO4 para obtenção de 75mmoles de aldeído/mL de gel, a 25oC e pH 10,05). Os fatores de estabilização aqui obtidos para tripsina (3920 vezes) e quimotripsina (14535 vezes) estão em concordância com resultados já publicados. Estes altos índices de estabilização se devem à formação de ligações multipontuais entre as enzimas e o suporte, o que pôde ser confirmado pelos resultados obtidos através de hidrólises ácidas das enzimas solúveis e derivados estabilizados. Esses experimentos mostraram que 64,76% e 72,15% do total de lisinas presentes na tripsina e na quimotripsina, respectivamente, estavam envolvidas nas multiligações enzima-suporte. Em conseqüência disso, os derivados de tripsina e quimotripsina expressaram máxima atividade de hidrólise dos substratos sintéticos em temperaturas e pHs mais elevados que os observados para as enzimas solúveis (85oC e pH 11 para tripsina e 70oC e pH 10,5 para quimotripsina). Estudo da hidrólise seqüencial das proteínas do soro foi realizado variando-se o grau de hidrólise com tripsina de 0 a 12% e submetendo-se em seguida estes hidrolisados à ação seqüencial de quimotripsina e CPA, empregando-se nessas duas últimas etapas tempo reacional prolongado e alta concentração enzimática. Os resultados obtidos mostraram que conversão em Phe próxima de 100% foi obtida quando as proteínas do soro foram diretamente hidrolisadas pela quimotripsina, atingindo-se grau de hidrólise de 12,4% com esta protease (concentração enzimática de 3,05mgEnz./mL de solução - 10 horas) e utilizando-se 200UH-PHE/gProteína nas 10 horas de reação com CPA, o que conduziu à formação de 15,5% de peptídeos com massa molecular (MM) inferior a 1046Da. O estudo das velocidades iniciais da hidrólise das proteínas do soro catalisada pela quimotripsina (derivado com alta carga enzimática 40mgEnz./gGel) forneceu os parâmetros cinéticos aparentes ap máx V , ap m K e ap S K do modelo de Michaelis-Menten com inibição pelo substrato, representado em termos de ligações peptídicas hidrolisáveis por esta enzima. O fator de efetividade determinado para reações na presença de efeitos difusionais (ensaios realizados com derivado contendo 40mgEnz./gGel) foi de 0,78 e os dados experimentais de bateladas de longa duração (10 horas) foram perfeitamente ajustados por um modelo composto onde os cinco primeiros minutos de reação foram descritos por uma cinética de primeira ordem (equação do tipo kN V = ), uma vez que neste período as proteínas ainda apresentavam elevada massa molecular e o sistema estava possivelmente sendo controlado pela difusão externa, e tempos superiores a 5 minutos por uma função de o N P , ou seja, uma equação do tipo ) N P ( f V o = . Esta última abordagem resultou em excelentes ajustes aos dados experimentais para todo o período reacional ensaiado, o que é bastante relevante dada a complexidade do sistema em questão.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 822133 bytes, checksum: e079e0bf0b7042a8b0741f41174d4120 (MD5) Previous issue date: 2006-05-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The physiological and technological parameters important to the development of Direct Vat Set culture of Lactobacillus delbrueckii UFV H2b20 cultivated in Minas Frescal cheese whey were studied. Greater fermentative activity on cheese whey was observed at 40ºC and therefore all bacterial growth experiments were performed at this temperature. Heat shock, 50ºC for 30 minutes, or acid stress, cheese whey with pH 3.5 for 30 minutes, did not affect growth of L. delbrueckii UFV H2b20 on cheese whey. The survival of heat or acid pre-treated cells was assessed after dehydration by lyophilization and spray-drying. Cell survival to either dehydration processes was not affected by acid pre-treatment, whereas heat shock had a deleterious effect on survival. The addition of protective substances (6% mannitol, 1,25% sorbitol, 1,25% monosodium glutamate and mixture of 6% sucrose and 4% trehalose) to cheese whey in which the cells were submitted to lyophilization did not improve cell survival to dehydratation and storage at -80ºC for two months. Cell survival was greater when lyophilization was performed on cheese whey alone. Acid pre-treated cells on cheese whey, pH 3.5 adjusted with HCl, without any further addition, retained higher viable counts after lyophilization and subsequent -80ºC storage. Cell activity recovery in 10% reconstituted skimmed milk was not affected by either heat shock or acid pre-treatment when cells were lyophilized in cheese whey with no additional substances. Spray-dried cultures submitted to acid stress demonstrate recovery comparable to active cells which were not subjected to any condition that could result in cell injury. Those cultures exhibit a high activity even after two months storage at - 20ºC. The hereby presented results demonstrate that the probiotic culture produced in stabilized Minas Frescal cheese whey, pre-treated at pH 3.5, and spray-dried have desirable viability and activity characteristics, and its use can be recommended for the elaboration of milk fermented products containing L. delbrueckii UFV H2b20 cells. / Os parâmetros fisiológicos e tecnológicos de importância para o desenvolvimento de sistema DVS para Lactobacillus delbrueckii UFVH2b20 em soro de queijo Minas Frescal estabilizado foram estudados. A maior atividade fermentativa das células do L. delbrueckii UFV H2b20 em soro de queijo ocorreu a 40ºC. Por essa razão, essa temperatura de incubação foi adotada para a condução dos experimentos. Foi observado que a aplicação de choque térmico, 50ºC por 30 minutos, ou choque ácido, pH 3,5 por 30 minutos, a 40ºC, às células de L. delbrueckii UFV H2b20 não afetaram seu crescimento. Foi avaliado ainda se a aplicação de tais pré-tratamentos afetava a sobrevivência aos processos de desidratação das células por liofilização e spray-drying. Foi observado que o choque ácido não afetou a sobrevivência de L. delbrueckii UFV H2b20 aos dois processos de desidratação avaliados. Por outro lado, o choque térmico teve efeito deletério sobre a sobrevivência das células submetidas aos mesmos processos de desidratação. Para as culturas liofilizadas, foi avaliado se a adição de diferentes soluções protetoras (manitol 6%, sorbitol 1,25%, glutamato monossódico 1,25% e mistura das soluções de sacarose 6% e trealose 4%) exercia efeito sobre a sobrevivência de L. delbrueckii UFV H2b20 à liofilização, bem como durante o período de estocagem das células desidratadas a -80ºC por 2 meses. A sobrevivência das células ao processo de liofilização foi maior quando não se adicionaram substâncias crioprotetoras ao soro de queijo. Maior viabilidade durante o armazenamento a -80ºC foi observada quando as células foram pré-tratadas em soro de queijo pH 3,5, ajustado com HCl e sem a adição de outras substâncias antes da liofilização. Observou-se que os choques térmico ou ácido não afetaram a recuperação imediata em leite desnatado reconstituído a 10% das culturas liofilizadas que não sofreram adição de substâncias protetoras. Nas culturas desidratadas por spray-drying, observou-se que as células de L. delbrueckii UFV H2b20, previamente submetidas ao choque ácido, lograram crescimento comparável ao obtido pelas células ativas que não foram submetidas a qualquer condição que possa causar injúria. Essas culturas permaneceram com elevado número de células, mesmo após 2 meses de estocagem a -20°C. Os resultados obtidos levam à conclusão de que a cultura starter probiótica produzida em soro de queijo Minas Frescal estabilizado, desidratada por spray-drying e previamente submetida ao choque ácido, demonstrou características de viabilidade e atividade mais promissoras, e seu uso pode ser recomendado para a elaboração de produtos lácteos fermentados contendo células do L. delbrueckii UFV H2b20.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-07-30T13:09:39Z No. of bitstreams: 1 Patricia de Oliveira Leite Farias.pdf: 2191536 bytes, checksum: 7dcb59d0b9807994dffa19a1d1a70acb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-30T13:09:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patricia de Oliveira Leite Farias.pdf: 2191536 bytes, checksum: 7dcb59d0b9807994dffa19a1d1a70acb (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Cheese whey is the aqueous portion milk rich in lactose, which separates the curd during cheese manufacture which makes it of great importance effluent dairy industries. With the rapid advances in microbial biotechnology, it is considered good alternative to its use, as a substrate inexpensive and available in obtaining β-galactosidase, which is widely used for pharmaceutical and food industries. The sources most widely used for its production are yeasts, as the species Kluyveromyces lactis and Kluyveromyces marxianus. The objective of this study was to evaluate the feasibility of using the cheese whey, in isolation or in combination with other carbon sources for the production of β-galactosidase enzyme, using Kluyveromyces lactis URM 6684, using the planning simplex centroid mixture. 9 fermentations were carried out using three sources of carbon: cheese whey, lactose and sucrose PA PA. During the study it was determined biomass, pH and after cell disruption, enzymatic activity. With regard to biomass, medium with sucrose had better results E5 (7,8 g / L), E8 (6,8 g / L) and E6 (6,1 g / L). The enzyme activity is presented to best results in medium with cheese whey: E1 (0,65 U / ml), E4 (0,33 U / ml) and E6 (0,40 U / ml). Statistical analysis showed that the enzyme activity showed the best fit to the quadratic and cubic models, which presented the best fit quadratic and cubic models, with coefficients, RA2 = 0.86 and RA2 = 0.93. The results showed that whey was presented as a suitable source of carbon and low cost for production of the enzyme, adding more value to its use, and reduce the costs of production of β-galactosidase enzyme, increasing its availability commerce more affordable and enabling their application in the dairy food industry. / O soro de leite ou de queijo é a porção aquosa do leite, rico em lactose, que se separa do coágulo durante a fabricação de queijos o que o torna efluente de grande relevância das indústrias de laticínios. Com os rápidos avanços em biotecnologia microbiana, considera-se boa alternativa para sua utilização, por ser um substrato barato e disponível, na obtenção de β-galactosidase, que é amplamente utilizada pelas indústrias farmacêutica e de alimentos. As fontes mais utilizadas para sua produção são as leveduras, como as espécies Kluyveromyces lactis e Kluyveromyces marxianus. O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade do uso do soro de queijo, de forma isolada ou combinada a outras fontes de carbono, para produção da enzima β-galactosidase, utilizando Kluyveromyces lactis URM 6684, empregando o planejamento de mistura simplex centroide. Foram realizadas 9 fermentações utilizando três fontes de carbono: soro de queijo, lactose PA e sacarose PA. Durante o estudo foram determinados valores de biomassa, pH e, após rompimento celular, atividade enzimática. Com relação à biomassa, meios com presença de sacarose obtiveram melhores resultados: E5(7,8 g/L), E8 (6,8 g/L) e E6 (6,1 g/L). A atividade enzimática apresentou-se com melhores resultados em meios com presença de soro de queijo: E1(0,65 U/mL), E4 (0,33 U/mL) e E6 (0,40 U/mL). A análise estatística evidenciou que a atividade enzimática apresentou melhor ajuste aos modelos quadrático e cúbico, a qual apresentou melhor ajuste aos modelos quadrático e cúbico, com coeficientes, RA2, de 0,86 e 0,93. Os resultados encontrados demonstraram que o soro de queijo apresentou-se como uma fonte de carbono adequada e de baixo custo para produção da enzima, agregando maior valor para seu uso, além de reduzir os custos da produção da enzima β-galactosidase, aumentando sua disponibilidade no comércio a preços mais acessíveis e viabilizando sua aplicação na indústria de alimentos derivados de leite.

Orientador: Walkiria Hanada Viotto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T23:44:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_LuizaMariaPierini_D.pdf: 11625297 bytes, checksum: 52abb59261c8d53a4d0be77133cccfca (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de diferentes proporções de soro de queijo e diferentes concentrações de amido de milho modificado no rendimento de fabricação, formação de cristais de lactose, cor, atividade de água, perfil de textura (TPA), qualidade microbiológica e aceitabilidade do doce de leite pastoso. As concentrações de amido estudadas foram zero, 0,25, 0,5 e 0,75% do volume de leite. O leite foi substituído por soro de queijo na proporção de zero, 15, 30 e 45%. Foram avaliadas 16 combinações de soro de queijo e amido de milho modificado em duplicata, resultando em 32 processamentos de doce de leite. A acidez titulável das misturas de leite e soro de queijo foram ajustadas com bicarbonato de sódio, até 13ºD; acrescidas de 25% de açúcar e diferentes % de amido; concentradas a temperatura de cerca de 105ºC até 57ºBrix, adicionadas de 2% de glicose e concentradas até 68ºBrix. O doce foi então resfriado à 70ºC, embalado em potes de vidro e armazenados à temperatura ambiente. A composição química dos doces foi avaliada, logo após a fabricação e o rendimento foi calculado. Análises de pH, atividade de água, cristalização da lactose, cor instrumental e perfil de textura (TPA) do doce de leite foram realizadas mensalmente. A enumeração de bolores e leveduras e a presença de Staphylococcus aureus coagulase positiva, bem como a avaliação sensorial dos doces de leite foram determinadas a cada 3 meses de estocagem. Os maiores rendimentos de fabricação foram obtidos para os doces elaborados sem adição de soro de queijo, independente da quantidade de amido de milho adicionado. O aumento da concentração de amido resultou em aumento da umidade do doce de leite (p<0,01). Quanto maior a proporção de soro de queijo utilizada, maior foi o teor de lactose (p<0,05). A atividade de água dos doces aumentou com o aumento da % de amido de milho, mas se manteve praticamente inalterada durante todo o período de estocagem. Não houve formação de cristais de lactose, em tamanho e número perceptíveis sensorialmente, durante todo o período de estocagem, independente do tratamento utilizado. Embora o amido de milho tenha promovido uma maior retenção de água, o número de fungos e leveduras só ultrapassou os limites permitidos pela legislação em alguns casos, e após oito meses de estocagem. Durante o período de armazenamento estudado, todos os doces apresentaram ausência de Staphylococcus aureus coagulase positiva. A avaliação instrumental da cor indicou que quanto maior foi a concentração de soro de queijo e de amido de milho, maior foi a luminosidade do doce de leite. Quanto maior a % de soro de queijo empregada, maior foi a intensidade do componente vermelho (a*), o que pode ser atribuído ao maior teor de lactose presente, que resultou em maior intensidade da Reação de Maillard. O aumento da % de amido resultou em diminuição do componente vermelho (a*). As diferentes % de amido e de soro resultaram em variações estatisticamente significativas (p<0,01) na intensidade do componente amarelo (b*); essas variações foram, entretanto, muito pequenas e, provavelmente, sem nenhuma importância do ponto de vista prático. O tempo de estocagem quase não alterou a luminosidade e a intensidade do componente amarelo (b*) do doce de leite, porém intensificou o componente vermelho (a*). O emprego de maiores % de amido de milho resultou em um aumento da viscosidade e da consistência. A análise instrumental do perfil de textura mostrou que os doces apresentaram maior maciez e menores adesividade, gomosidade e elasticidade quando foram fabricados pela combinação de maiores % de amido e soro de queijo. A coesividade do doce de leite aumentou com o aumento da % de amido de milho, independente da % de soro de queijo utilizada. Com o aumento do tempo de estocagem, houve uma perda lenta e gradativa da maciez e da coesividade, além de aumento da adesividade e gomosidade do doce de leite. O doce, elaborado com a maior proporção de soro de queijo (45%) e a maior concentração de amido de milho (0,75%), recebeu as melhores notas de aceitação em relação à aparência, cor, consistência e o modo geral; os provadores também atribuíram a este doce a maior intenção de compra, independente do tempo de estocagem. Houve ocorrência de sinerese no doce de leite, principalmente quando se usou 45 % de soro de queijo combinado com pequena % de amido de milho. Em geral, doces com maiores % de amido não apresentaram separação de fases durante maior tempo de estocagem. Altas concentrações de soro de queijo (45%) e de amido (0,75%) resultaram em doce de leite com boa estabilidade física e microbiológica e excelente aceitação sensorial / Abstract: This work had for objective to evaluate the effect of the different proportions of whey and different concentrations of modified corn starch in a yield production, lactose crystals formation, color, water activity, texture profile (TPA), microbiological quality and dulce de leche acceptibility. The starch concentrations studied were zero, 0,25, 0,5 e 0,75% in bulk milk. The milk was replaced for whey in a proportion of zero, 15, 30 e 45%. Were evaluated 16 combining of whey and modified corn starch in two repetitions, resulting in 32 dulce de leche processing bathes. The acidity of milk and whey mixtures were corrected with sodium bicarbonate, until 13ºD; increases with 25% of sugar and differents % of starch; concentraded at temperature about 105ºC until 57ºBrix, increased with 2% of glucose and than concentraded until 68ºBrix. The dulce was then chilled at 70ºC, packed in a glass and stored at room temperature.The dulce chemical composition was evaluated, soon after the processing and the yield was calculated. Analysis of pH, water activity, lactose crystallization, instrumental color and profile texture (TPA) of dulce de leche were done monthly. The enumeration of mould and yeast and the presence of Staphylococcus aureus positive coagulase, as well as the sensory analysis of dulce de leche were done each three month of storage. The higher yields of processing were obtained for dulces prepared without increase of whey, independent of content of corn starch added. The increase of concentration in starch results in increase of dulce de leche humidad (p<0,01). The bigger the whey proportion used, the higher was the lactose contents (p<0,05). The dulce¿s water activity increased with increase in % starch, but still almost unchangeable during the storage. There was no lactose crystals formation in size and number perceived sensority, during all storage time, independent of bach processing. Although the starch lead to a bigger water retention, the yeast and molds growth only exceed the permited legislation limits in some cases and after eight-month-storaged. During the storage time studied, every dulces showed absence of Staphylococcus aureus positive coagulase. The color instrumental evaluation showed that the bigger was the corn starch and whey concentrations the higher was the dulce de leche luminosity. The bigger the % of whey used, the higher was the intensity of red component (a*), that can be attributed on higher present lactose contents that resulting in major intensity of Maillard¿s reaction. The increase of % starch results in decreases of red component (a*). The different % of starch and whey results in significant statistcty changes (p<0,01) in intensity of yelow component (b*); this variations were, however, very little and, probably, with no importance, in a practice point of view. The storage time almost doesn¿t change the dulce de leche luminosity and the intensity of yeloow component (a*), but increased the red component (a*). The use of higher % corn starch results in increase of the viscosity and consistensy. The instrumental evaluation of profile texture showed that dulces exhibited a bigger smoothness and smaller adhesiveness, gumminess and springness when were made by combining the higher % of starch and whey. The dulce de leche cohesiveness increased with increased of % corn starch, independent of the whey proportion used. With the increase of the storage time, there was a slow and gradual loss of smoothness and cohesiveness, besides dulce de leche¿s increase in the adhesiveness and gumminess. The dulce de leche fabricated with he major whey proportion (45%) and the higher starch corn concentration (0,75%), received the best acceptance notes in relation to appearance, color, consistency and the overall preference, the non-trained tasters attributed this dulce the higher intention of purchase, independent of storage time. There was sinerese in a dulce de leche, mainly when used 45% of whey combined with small % corn starch. In general, dulces with higher % of starch don¿t show phase separation during long storage time. Higher concentration of whey (45%) and starch (0,75%) results in good physical and microbiologycal stability and excellent sensory acceptance / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Ranulfo Monte Alegre / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-05T19:04:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ogrodowski_Rodenei_D.pdf: 1087647 bytes, checksum: 05b46b0950dd59d53fe5d62523de3047 (MD5) Previous issue date: 2006 / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-27T18:12:49Z No. of bitstreams: 2 Tese - Alexsandra Valéria Sousa Costa - 2013.pdf: 2410718 bytes, checksum: 65fe2ef26a0bd78a49a965db03e1f399 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-30T12:30:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Alexsandra Valéria Sousa Costa - 2013.pdf: 2410718 bytes, checksum: 65fe2ef26a0bd78a49a965db03e1f399 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-30T12:30:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Alexsandra Valéria Sousa Costa - 2013.pdf: 2410718 bytes, checksum: 65fe2ef26a0bd78a49a965db03e1f399 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-03-06 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The objective of this study was to produce a fermented dairy drink flavored with araticum and assess its functional, nutritional and sensory properties. In this project were prepared and formulated the araticum fermented dairy drink, with the preferred whey and pulp concentrations, determined in preliminary tests. The fermented dairy drink was stored under refrigeration (4 ± 1°C), following the shelf life of the products for eight weeks, and it was treated in nine storage times (0, 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th, 6th, 7th and 8th week) with three replications of processing (three lots) by type of formulation, and in triplicate. Were evaluated the following physico-chemical properties of the fermented dairy drink formulations: pH, acidity in lactic acid, lactose, color (L*, a*, b*, C* and h*), aw, soluble solids, viscosity, moisture, ash, lipids, proteins, total solids, total carbohydrates and calories. We performed microbiological analyzes of yeasts and molds, viable lactic bacteria, the most probable number of coliforms at 35ºC and 45ºC and Salmonella sp in fermented dairy drink . Were assessed the formulations of the fermented dairy drink (manufactured and stocked weekly) at baseline (time zero) and weekly (during seven weeks) using the difference control test in 14 trained panelists. We evaluated the impact of information (with and without bioactive compounds) with the aid of a nine-point hedonic scale. The physico-chemical and microbiological characteristics of the final product were evaluated at baseline and weekly for eight weeks of storage. Were assessed, in araticum pulp samples, the physico-chemical composition and the nutritional properties (moisture, ash, fat, protein, pH, titratable acidity, citric acidity, total solids, total carbohydrates, calories, glucose, sucrose and total sugar), the functional properties (ascorbic acid/vitamin C, tannins, phenolic compounds, beta-carotene, vitamin A, carotenoid lutein, total dietary fiber, dietary fiber, soluble and insoluble), and microbiological quality (coliforms at 35ºC and 45ºC, Salmonella sp., yeasts and molds). Were analyzed milk and whey samples regarding the physico-chemical composition. The experimental design was completely randomized. The results of physico-chemical properties and sensory characteristics were evaluated by comparing the treatment means, using the Tukey test in transformed mean, establishing a statistical significance level of 5% probability. The results of the microbiological analyzes were descriptive. Were performed analysis of variance using the program R. The following results were achieved: there was good acceptability of fermented milk drink by both children and adults (between 70 and 80%) in the preliminary tests; fermented dairy drink with the lowest concentration of pulp and serum was accepted and selected for the formulation of the final product; there was good acceptability (above 80%) of fermented milk drink flavored with araticum pulp as the final product; knowledge of the excellent nutritional and functional value of fermented dairy drink made with araticum pulp; the fermented dairy drink flavored with araticum pulp and without the addition preservatives obtained shelf-life of six weeks. / Objetivou-se com este trabalho elaborar bebida láctea fermentada saborizada com araticum e avaliar suas propriedades funcionais, nutricionais e sensoriais. A realização do projeto constitui-se na elaboração e formulação de bebida láctea fermentada de araticum, preparada com a mais preferida concentração de soro e a mais preferida concentração de polpa, determinadas em ensaios preliminares. A bebida láctea fermentada foi armazenada sob refrigeração (4ºC ± 1°C), acompanhando-se a vida-de-prateleira dos produtos durante oito semanas, sendo analisada em nove tempos (0, 1ª, 2ª, 3ª, 4ª, 5ª, 6ª, 7ª e 8ª semana) de estocagem, com três repetições de processamento (três lotes), por tipo de formulação e em triplicata. As formulações de bebida láctea fermentada foram avaliadas quanto aos aspectos físico-químicos de pH, acidez em ácido lático, lactose, cor (L*, a*, b*, C* e h*), aw, sólidos solúveis, viscosidade, umidade, cinzas, lipídios, proteínas, sólidos totais, carboidratos totais e valor calórico. Foram efetuadas na bebida láctea fermentada as análises microbiológicas de bolores e leveduras, bactérias lácticas viáveis, número mais provável de Coliformes a 35ºC e 45ºC e pesquisa de Salmonella sp. As formulações de bebida láctea fermentada (estocada e fabricada semanalmente) foram avaliadas no tempo zero e semanalmente (durante sete semanas), utilizando-se o teste diferença do controle em 14 provadores treinados. Foi avaliado também o impacto da informação na aceitação das formulações, usando a escala hedônica de nove pontos. As avaliações físicoquímicas e microbiológicas foram realizadas no tempo zero e semanalmente durante oito semanas de armazenamento. Foram determinadas nas amostras da polpa de araticum a composição físico-química e propriedades nutricionais (umidade, cinzas, lipídios, proteínas, pH, acidez titulável, acidez em ácido cítrico, sólidos totais, carboidratos totais, valor calórico, glicose, sacarose e açúcares totais), as propriedades funcionais (ácido ascórbico/vitamina C, tanino, compostos fenólicos totais, beta-caroteno, vitamina A, carotenóides em luteína, fibra alimentar total, fibra alimentar solúvel e insolúvel), além da qualidade microbiológica (Coliformes a 35ºC e 45ºC, Salmonella sp., bolores e leveduras). As amostras de leite e o soro de queijo foram analisadas em relação à composição físico-química. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado. Os resultados das análises físico-químicas e sensoriais foram avaliados através da comparação entre as médias dos tratamentos, com a utilização do teste de Tukey nas médias transformadas, estabelecendo que a significância estatística foi ao nível de 5% de probabilidade. Os resultados das análises microbiológicas foram descritivos. Foi realizada a Análise de Variância e as análises foram realizadas utilizando-se o programa R. Os seguintes resultados foram alcançados: houve boa aceitabilidade da bebida láctea fermentada pelas crianças e adultos (entre 70 e 80%) nos ensaios preliminares; bebida láctea fermentada com a menor concentração de polpa e soro foi aceita e selecionada para elaboração do produto final; houve boa aceitabilidade (acima de 80%) da bebida láctea fermentada saborizada com polpa de araticum no produto final; conhecimento do excelente valor nutricional e funcional da bebida láctea fermentada elaborada com polpa de araticum; a bebida láctea fermentada saborizada com polpa de araticum e sem adição de conservantes obteve vida-deprateleira de seis semanas.

A exploração de resíduos agroindustriais como matérias-primas aplicadas na conversão de lipídeos por leveduras, possibilitam um destino mais sustentável a estes resíduos, visto que matéria-prima lipídica possui grande interesse comercial, tanto para suplementação alimentar como na síntese de biocombustíveis e outros produtos da indústria oleoquímica. Foram avaliadas nove linhagens de leveduras, identificadas anteriormente como boas ou ótimas produtoras de lipídeos em meio mel, para seleção da estirpe mais adequada para a produção de lipídeos em meio de soro de queijo. O crescimento celular foi quantificado pela determinação gravimétrica da biomassa seca a 60ºC por 24 h e a extração dos lipídeos totais foi determinada utilizando o método de Bligh e Dyer. A maior produção de lipídeos totais foi de 1,27 g L-1 obtida pela linhagem de Cryptococcus laurentii, apresentando diferença significativa em relação às demais linhagens avaliadas, pelo teste de Tukey a 5% de significância. Posteriormente foi realizada a comparação de dois meios de cultivos e dois métodos de extração de lipídeos de cultura de C. laurentii. Os experimentos foram realizados com planejamento fatorial completo 22, com dois fatores e dois níveis. Os lipídeos foram extraídos em dois diferentes métodos: Bligh e Dyer e Folch et al.; as leveduras cultivadas em dois meios de cultivo: soro de queijo e YEPG líquido. Obteve-se conteúdo lipídico final superior em soro de queijo nas condições avaliadas, já o método de extração de Bligh e Dyer não apresentou diferenças estatísticas em comparação ao de Folch et al., contudo apresentou maiores médias, sendo adotado como método de extração dos experimentos seguintes. Realizou-se um estudo para otimização da produção de biomassa e lipídeos totais de C. laurentii, em meio de cultivo de soro de queijo suplementado com melaço de cana de açúcar. A primeira etapa consistiu no estudo do efeito do pH, tempo de fermentação e concentração de melaço. A segunda etapa consistiu no efeito da suplementação por extrato de levedura e sais inorgânicos (KH2PO4, Na2HPO4, MgSO47H2O, CaCl22H2O, FeCl36H2O e ZnSO4H2O). A condição ótima de cultivo para linhagem de C. laurentii em meio de soro de queijo foi definida com os seguintes fatores: 360 h de fermentação, pH do meio de cultivo de 6,5 e suplementação (g L-1): 50 melaço, 0,5 extrato de levedura, 4 K2PO4, 1 Na2PO4, 0,75 MgSO47H2O e 0,002 ZnSO4H2O. Os lipídeos totais produzidos na condição de cultivo alcançaram 2,96 g L-1, que representa um aumento de 133,1% na produção de lipídeos totais por C. laurentii em relação ao meio com soro de queijo sem suplementação. Ocorrendo predomínio de lipídeos neutros 85,76%, com alto teor de ácidos graxos saturados e monosaturados, de cadeia longa com 16 e 18 átomos de carbono, o que possibilita sua aplicabilidade como fonte de triglicerídeos para biodiesel. / The exploitation of agro-industrial wastes as raw materials applied in the conversion of lipids by yeasts, allows a more sustainable destination of such waste, since lipid feedstock has great commercial interest, both for food supplementation as in the synthesis of biofuels and other products for oleochemical industry. We have evaluated nine strains of yeast, previously identified as good or excellent producers of lipids in honey medium, for selecting the most suitable strain for the production of lipids in cheese whey medium. Cell growth was quantified by gravimetric determination of dry biomass at 60°C for 24 h and the extraction of total lipids was determined using the method of Bligh and Dyer. The highest yield of total lipids was 1.27 g L-1 produced by the strain of Cryptococcus laurentii, significant difference compared to other strains assessed by Tukey test at 5% significance level. Posteriorly was carried out a comparison of two culture media and two lipid extraction methods for culture of C. laurentii. The experiments were performed with 22 full factorial design used two factors and two levels. Lipids were extracted by two different methods: Bligh and Dyer and Folch et al.; Yeasts grown in two culture media: cheese whey and liquid YEPG. Was achieved lipid content upper in cheese whey under the conditions evaluated, since the extraction method of Bligh and Dyer showed no statistical differences compared to that of Folch et al., but had higher average, used as a method of extraction in following experiments. Was conducted a study to optimize the production of biomass and lipid content of C. laurentii, in culture medium of whey supplemented with sugar cane molasses. The first step was to study the effect of pH, fermentation time and molasses concentration. The second step was the effect of supplementation by yeast extract and inorganic salts (KH2PO4, Na2HPO4, MgSO47H2O, CaCl22H2O, FeCl36H2O, and ZnSO4H2O). The optimum condition for growing strain of C. laurentii in the cheese whey medium was set to the following factors: 360 h fermentation, 6,5 pH and supplementation of (g L-1): 50 molasses, 0.5, yeast extract, 4 K2PO4,1 Na2PO4, 0.75 MgSO47H2O and 0.002 ZnSO4H2O. The total lipid produced in the culture condition reached 2.96 g L-1, which represents an increase of 133.1% total lipid in the production of C. laurentii in relation to the cheese whey medium without supplementation. Predominantly occurred neutral lipids 85.76%, with high content of saturated and monosaturated fatty acids, long chain with 16 and 18 carbon atoms, which makes its applicability as a source of triglycerides for biodiesel

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-07-12T13:26:36Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 664572 bytes, checksum: 8665369b876fc4c470f7e19a344b2531 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-12T13:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 664572 bytes, checksum: 8665369b876fc4c470f7e19a344b2531 (MD5) Previous issue date: 2000-07-12 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Neste trabalho foi estudada, em uma primeira etapa, a separação das proteínas do soro de queijo α-lactoalbumina (α-la) e β-lactoglobulina (β-lg) usando Sistemas Aquosos Bifásicos (SABs), compostos por polietilenoglicol (PEG) e fosfato de potássio (FFP). A seleção dos SABs foi feita avaliando-se a relação de volume entre as fases e os coeficientes de partição das proteínas (K). O sistema que melhor separou as proteínas foi constituído por 18% de polietilenoglicol e 18% de fosfato de potássio em pH 7. Foi analisada a influência da massa molar do PEG (1.500, 4.000, 6.000 e 8.000 dáltons) sobre o coeficiente de partição. Os dados de partição para α-la mostraram que, quanto maior a massa molar do PEG, menor o valor de K. Para a β-lg foi observada tendência inversa de crescimento de K com a elevação da massa molar do polímero, exceto para PEG 8.000. Foram medidas a viscosidade, densidade e tensão interfacial para os SABs PEG/FFP pré-selecionados. A fase inferior rica em FFP apresentou-se mais densa que a fase superior rica em PEG, e a viscosidade mostrou comportamento inverso. Visando a caracterização hidrodinâmica do extrator Graesser para estudos futuros de separação contínua das proteínas α-la e β-lg, foi feito, em uma segunda parte do trabalho, um estudo de distribuição de tempos de residência (DTR) e dos coeficientes de mistura axial nas fases polimérica e salina, da fração retida da fase polimérica no extrator ("Hold-Up") e do ponto de inundação. O sistema analisado nessa etapa foi composto por 18% de PEG 1.500 e 18% de FFP. Na faixa de velocidades de agitação avaliada, de 6,6 a 15,5 rpm, os valores de "Hold-Up" mantiveram-se restritos a uma pequena faixa de variação e diminuíram com o aumento da relação de vazões entre as fases salina/polimérica. Os tempos de residência médios foram de 58 minutos para a fase salina e 65 minutos para a fase polimérica. Para descrever a DTR, foram testados quatro modelos de distribuição de tempos de residência: o da dispersão, aberto e fechado, o da difusão molecular e o de tanques em série. O modelo de dispersão axial para um sistema aberto foi o que melhor representou os dados experimentais. Para a velocidade de agitação de 6,6 rpm ocorreu inundação na condição de operação de 80 mL/min para a fase salina e 8 mL/min para a fase polimérica. A mistura axial aumentou com a elevação da velocidade linear das fases, mostrando dependência suave com relação à elevação da velocidade de rotação. / In this work was studied, in a first stage, the separation of whey proteins, alpha-lactalbumin (α-la) and beta-lactoglobulin (β-lg) using Aqueous Two-Phase Systems (ATPS) composites for polyethylene glycol (PEG) and potassium phosphate (FFP). The selection of the ATPS was made evaluating the relation volume between phases and the proteins partition coefficients (K), the system that better separated proteins it was constituted by 18% of polyethylene glycol and 18% potassium phosphate in pH 7. The influence of the molar mass the PEG (1.500, 4.000, 6.000 and 8.000 dáltons) on the partition coefficient was analyzed. The data of partition for α-la showed that the increase of the PEG molecular mass, decreasing the K. For β-lg was observed an inversed behavior of K on the increase of the PEG molecular mass, except for PEG 8.000. Phase viscosity, density and interfacial tension were determined. Bottom phase, rich in FFP is more dense than top phase rich in PEG and the viscosity has an invert behavior. Aiming at characterization hydrodynamics of the Graesser extractor for future studies of continuous separations of whey proteins (α-la and β-lg) was made, in second part of the work, a study of residence times distribution (DTR), axial mixing coefficients in the polymeric and saline phases, the Hold-Up of polymeric phase in the extractor and of the point of flooding. The system analyzed in this stage, was composite for 18% PEG 1500 and 18% FFP. In the evaluated band of speeds agitation, 6.6 and 15.5 rpm, the values of Hold-Up had been restricted a small band of variation and had diminished with increase the relation of flows rate. The average residence times, been 58 minutes for saline phase and 65 minutes for polymeric phase. To describe the DTR four models of residence times were tested. The model of dispersion for open system was what better represented the experimental data. For the agitation speed of 6.6 rpm occurred flooding in the condition of 80 mL/min for saline phase and 8 mL/min for polymeric phase. The axial mixing increase with the elevation of speed linear phases, showing a soft dependence with relationship to elevation the rotation speed.