O consumo e a utilização de produtos naturais, tanto para a alimentação quanto para utilização industrial é cada vez mais frequente. Assim, este trabalho teve como objetivo principal extrair um iridoide natural a partir do jenipapo, a genipina, a fim de empregá-la como agente de ativação em suportes de quitosana para imobilização de enzimas. Já que, dentre os agentes conhecidos este é o menos tóxico para este tipo de aplicação. Adicionalmente, foi iniciado um estudo para a construção de uma lactase recombinante visando a sua imobilização e síntese de prebióticos. Inicialmente, o jenipapo (Genipa americana L.), que pode possuir até 3 % de genipina disponível em seu fruto, foi submetido a diferentes condições de extração enzimática em um sistema aquoso bifásico (SAB). Com o intuito de compará-la com seu possível substituinte, o glutaraldeído, géis de quitosana foram produzidos e reticulados tanto com genipina quanto com glutaraldeído para avaliação das suas propriedades texturais e reológicas. Após, duas β-galactosidases modelos, de Kluyveromyces lactis e de Aspergillus oryzae, foram imobilizadas nos suportes de quitosana preparados a fim de avaliar a capacidade catalítica das enzimas imobilizadas O tratamento com a enzima comercial Celluclast à 10 % (v/v), a 36 °C e pH 3,7, promoveu a obtenção de 196 mg de genipina por grama de jenipapo – a maior concentração descrita na literatura. Quanto aos géis de quitosana reticulados, a utilização de 0,5 % de genipina (m/v) resultou em géis com propriedades texturais superiores e propriedades reológicas similares aos géis reticulados com 3 % de glutaraldeído (v/v). No geral, a hidrólise da lactose com a β-galactosidase de K. lactis imobilizada em quitosana ativada com 0,5 % de genipina (m/v) foi superior ao grau de hidrólise alcançada com as β-galactosidases imobilizadas em quitosana ativada com 3 % de glutaraldeído (v/v) (87 % e 9 %, respectivamente). Assim, a genipina extraída mostrou ser uma excelente substituta do glutaraldeído na ativação da quitosana e para utilização na imobilização de enzimas. Por fim, foi realizado o estudo para obtenção de uma β-galactosidase recombinante visando a síntese de galacto-oligossacarídeos (GOS). / The consumption and use of natural products, both for food or for industrial use is increasingly common. Thus, the main objective of this work was to extract a natural iridoid from genipap, genipin, in order to use it as an crosslinking agent in chitosan supports for immobilization of enzymes. Since, among the known agents, it is the least toxic for this type of application. In addition, a study was started for a construction of a recombinant lactase aiming at its immobilization and synthesis of prebiotics. Initially, which may have up to 3% genipin available in its fruit, was submitted to different enzyme-assisted extractions in an aqueous biphasic system (ABS). Moreover, in order to compare it with its possible substituent, glutaraldehyde, chitosan gels were prepared and crosslinked with genipin and glutaraldehyde for evaluation of their textural and rheological properties. Lastly, the crosslinked chitosan was used as support for the immobilization of two model β-galactosidases from Kluyveromyces lactis and Aspergillus oryzae, in order to evaluate their catalytic capacities. The treatment carried out with Celluclast 10 % (v/v), at 36 °C and pH 3.7, provided an extraction of 196 mg of genipin per gram of genipap - the highest genipin concentration found in literature until now Chitosan gels crosslinked with genipin 0.5 % (w/v) showed better textural and similar rheological properties when compared to the chitosan crosslinked with glutaraldehyde 3 % (v/v). In general, the percentage of lactose hydrolysis by the β-galactosidases from K. lactis immobilized using genipin as a crosslinker was higher than when glutaraldehyde was used (87 % and 9 %, respectively). Therefore, genipin proves to be an excellent alternative for the use of glutaraldehyde in chitosan crosslinking studies. Finally, a study was carried out to obtain a recombinant β-galactosidase for the synthesis of galactooligosaccharides (GOS).

O consumo e a utilização de produtos naturais, tanto para a alimentação quanto para utilização industrial é cada vez mais frequente. Assim, este trabalho teve como objetivo principal extrair um iridoide natural a partir do jenipapo, a genipina, a fim de empregá-la como agente de ativação em suportes de quitosana para imobilização de enzimas. Já que, dentre os agentes conhecidos este é o menos tóxico para este tipo de aplicação. Adicionalmente, foi iniciado um estudo para a construção de uma lactase recombinante visando a sua imobilização e síntese de prebióticos. Inicialmente, o jenipapo (Genipa americana L.), que pode possuir até 3 % de genipina disponível em seu fruto, foi submetido a diferentes condições de extração enzimática em um sistema aquoso bifásico (SAB). Com o intuito de compará-la com seu possível substituinte, o glutaraldeído, géis de quitosana foram produzidos e reticulados tanto com genipina quanto com glutaraldeído para avaliação das suas propriedades texturais e reológicas. Após, duas β-galactosidases modelos, de Kluyveromyces lactis e de Aspergillus oryzae, foram imobilizadas nos suportes de quitosana preparados a fim de avaliar a capacidade catalítica das enzimas imobilizadas O tratamento com a enzima comercial Celluclast à 10 % (v/v), a 36 °C e pH 3,7, promoveu a obtenção de 196 mg de genipina por grama de jenipapo – a maior concentração descrita na literatura. Quanto aos géis de quitosana reticulados, a utilização de 0,5 % de genipina (m/v) resultou em géis com propriedades texturais superiores e propriedades reológicas similares aos géis reticulados com 3 % de glutaraldeído (v/v). No geral, a hidrólise da lactose com a β-galactosidase de K. lactis imobilizada em quitosana ativada com 0,5 % de genipina (m/v) foi superior ao grau de hidrólise alcançada com as β-galactosidases imobilizadas em quitosana ativada com 3 % de glutaraldeído (v/v) (87 % e 9 %, respectivamente). Assim, a genipina extraída mostrou ser uma excelente substituta do glutaraldeído na ativação da quitosana e para utilização na imobilização de enzimas. Por fim, foi realizado o estudo para obtenção de uma β-galactosidase recombinante visando a síntese de galacto-oligossacarídeos (GOS). / The consumption and use of natural products, both for food or for industrial use is increasingly common. Thus, the main objective of this work was to extract a natural iridoid from genipap, genipin, in order to use it as an crosslinking agent in chitosan supports for immobilization of enzymes. Since, among the known agents, it is the least toxic for this type of application. In addition, a study was started for a construction of a recombinant lactase aiming at its immobilization and synthesis of prebiotics. Initially, which may have up to 3% genipin available in its fruit, was submitted to different enzyme-assisted extractions in an aqueous biphasic system (ABS). Moreover, in order to compare it with its possible substituent, glutaraldehyde, chitosan gels were prepared and crosslinked with genipin and glutaraldehyde for evaluation of their textural and rheological properties. Lastly, the crosslinked chitosan was used as support for the immobilization of two model β-galactosidases from Kluyveromyces lactis and Aspergillus oryzae, in order to evaluate their catalytic capacities. The treatment carried out with Celluclast 10 % (v/v), at 36 °C and pH 3.7, provided an extraction of 196 mg of genipin per gram of genipap - the highest genipin concentration found in literature until now Chitosan gels crosslinked with genipin 0.5 % (w/v) showed better textural and similar rheological properties when compared to the chitosan crosslinked with glutaraldehyde 3 % (v/v). In general, the percentage of lactose hydrolysis by the β-galactosidases from K. lactis immobilized using genipin as a crosslinker was higher than when glutaraldehyde was used (87 % and 9 %, respectively). Therefore, genipin proves to be an excellent alternative for the use of glutaraldehyde in chitosan crosslinking studies. Finally, a study was carried out to obtain a recombinant β-galactosidase for the synthesis of galactooligosaccharides (GOS).

O consumo e a utilização de produtos naturais, tanto para a alimentação quanto para utilização industrial é cada vez mais frequente. Assim, este trabalho teve como objetivo principal extrair um iridoide natural a partir do jenipapo, a genipina, a fim de empregá-la como agente de ativação em suportes de quitosana para imobilização de enzimas. Já que, dentre os agentes conhecidos este é o menos tóxico para este tipo de aplicação. Adicionalmente, foi iniciado um estudo para a construção de uma lactase recombinante visando a sua imobilização e síntese de prebióticos. Inicialmente, o jenipapo (Genipa americana L.), que pode possuir até 3 % de genipina disponível em seu fruto, foi submetido a diferentes condições de extração enzimática em um sistema aquoso bifásico (SAB). Com o intuito de compará-la com seu possível substituinte, o glutaraldeído, géis de quitosana foram produzidos e reticulados tanto com genipina quanto com glutaraldeído para avaliação das suas propriedades texturais e reológicas. Após, duas β-galactosidases modelos, de Kluyveromyces lactis e de Aspergillus oryzae, foram imobilizadas nos suportes de quitosana preparados a fim de avaliar a capacidade catalítica das enzimas imobilizadas O tratamento com a enzima comercial Celluclast à 10 % (v/v), a 36 °C e pH 3,7, promoveu a obtenção de 196 mg de genipina por grama de jenipapo – a maior concentração descrita na literatura. Quanto aos géis de quitosana reticulados, a utilização de 0,5 % de genipina (m/v) resultou em géis com propriedades texturais superiores e propriedades reológicas similares aos géis reticulados com 3 % de glutaraldeído (v/v). No geral, a hidrólise da lactose com a β-galactosidase de K. lactis imobilizada em quitosana ativada com 0,5 % de genipina (m/v) foi superior ao grau de hidrólise alcançada com as β-galactosidases imobilizadas em quitosana ativada com 3 % de glutaraldeído (v/v) (87 % e 9 %, respectivamente). Assim, a genipina extraída mostrou ser uma excelente substituta do glutaraldeído na ativação da quitosana e para utilização na imobilização de enzimas. Por fim, foi realizado o estudo para obtenção de uma β-galactosidase recombinante visando a síntese de galacto-oligossacarídeos (GOS). / The consumption and use of natural products, both for food or for industrial use is increasingly common. Thus, the main objective of this work was to extract a natural iridoid from genipap, genipin, in order to use it as an crosslinking agent in chitosan supports for immobilization of enzymes. Since, among the known agents, it is the least toxic for this type of application. In addition, a study was started for a construction of a recombinant lactase aiming at its immobilization and synthesis of prebiotics. Initially, which may have up to 3% genipin available in its fruit, was submitted to different enzyme-assisted extractions in an aqueous biphasic system (ABS). Moreover, in order to compare it with its possible substituent, glutaraldehyde, chitosan gels were prepared and crosslinked with genipin and glutaraldehyde for evaluation of their textural and rheological properties. Lastly, the crosslinked chitosan was used as support for the immobilization of two model β-galactosidases from Kluyveromyces lactis and Aspergillus oryzae, in order to evaluate their catalytic capacities. The treatment carried out with Celluclast 10 % (v/v), at 36 °C and pH 3.7, provided an extraction of 196 mg of genipin per gram of genipap - the highest genipin concentration found in literature until now Chitosan gels crosslinked with genipin 0.5 % (w/v) showed better textural and similar rheological properties when compared to the chitosan crosslinked with glutaraldehyde 3 % (v/v). In general, the percentage of lactose hydrolysis by the β-galactosidases from K. lactis immobilized using genipin as a crosslinker was higher than when glutaraldehyde was used (87 % and 9 %, respectively). Therefore, genipin proves to be an excellent alternative for the use of glutaraldehyde in chitosan crosslinking studies. Finally, a study was carried out to obtain a recombinant β-galactosidase for the synthesis of galactooligosaccharides (GOS).

Orientador: Carlos Raimundo Ferreira Grosso / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T17:22:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Celis_FernandoTello_M.pdf: 11548005 bytes, checksum: 269edd777d012837321ae7b167499c40 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Micropartículas foram produzidas por coacervação complexa utilizando gelatina e goma arábica como materiais formadores de parede e uma mistura de oleoresina de páprica-óleo de soja (1:10) em quantidade que corresponde a 50% de massa dos materiais de parede. A ordem de produção das emulsões, gelatina/oleoresina de páprica-óleo de soja ou goma arábica/oleoresina de páprica-óleo de soja, a reticulação das micropartículas com transglutaminase (10 a 50U/g.ptn) ou com glutaraldeído (1mM/g.ptn) e a melhora de características funcionais em função desses fatores foram avaliadas. Foram avaliadas a capacidade de inchamento, resistência à solução de dodecil sulfato de sódio (SDS, 2 e 5%), à temperatura (65 e 97°C/15 min), valores de pH 1, 2 e 7 e resistência a condições simuladas do pH do estômago e intestino (temperatura e enzimas). Adicionalmente foi acompanhado o efeito dos tratamentos na liberação do recheio hidrofóbico em óleo de girassol. Microscopia ótica, eletrônica de varredura e espectrofotometria foram utilizadas para as avaliações de resistência e de liberação. As micropartículas apresentaram forma esférica e tamanho médio na faixa de 55-70mm, com o recheio distribuído de forma multinuclear e homogênea. As micropartículas resistiram, mantendo-se íntegras, nas temperaturas testadas, às soluções de SDS, às condições drásticas de pH ácido simulando o suco gástrico (pH, pepsina e temperatura) especialmente aquelas tratadas com transglutaminase a partir de 20U/g.ptn enquanto as não reticuladas se desfizeram. Todas as micropartículas produzidas se desfizeram nas condições simuladas do intestino (pH, pancreatina e temperatura). A liberação de oleoresina de páprica-óleo de soja em óleo de girassol foi inversamente proporcional a quantidade de agente reticulante utilizado. O aumento do reticulante diminuiu a quantidade liberada do composto de cor. Melhores resultados de liberação foram obtidos para micropartículas produzidas com a emulsão goma arábica/oleoresina de páprica-óleo de soja. As avaliações da liberação da oleoresina de páprica-óleo de soja após submeter às micropartículas às condições entéricas ácido-enzima mostraram que micropartículas sem reticulação liberaram em torno de 55% da oleoresina de páprica-óleo de soja encapsulada enquanto para micropartículas reticuladas com transglutaminase a 50U/g.ptn liberaram em torno de 33% da oleoresina de páprica-óleo de soja encapsulada. Melhor retenção foi observada para micropartículas reticuladas com glutaraldeído que liberaram em torno de 11% da oleoresina de páprica-óleo de soja encapsulada. No teste gástrico a ordem de preparação da emulsão não apresentou diferenças na quantidade liberada após a incubação em meio fortemente ácido contendo pepsina / Abstract: Microparticles were produced by complex coacervation using gelatin and gum Arabic as wall forming materials and a mixture of paprika oleoresin-soy oil (1:10) in a quantity that correspond to 50% of wall material mass. The emulsions production order, gelatin/ paprika oleoresin-soy oil or gum Arabic/paprika oleoresin:soy oil, the crosslinking of the microparticles with transglutaminase (10 to 50 U/g.ptn) or with glutaraldehyde (1mM/g.ptn) and the improvement of functional characteristics as a function of these factors were evaluated. Swelling capacity, resistance to sodium dodecyl sulfate solution (SDS, 2 and 5%), to temperature (65 and 97°C/15 min), to pH values 1, 2 and 7 and the r esistance to simulated stomach and intestine pH (temperature and enzymes) were evaluated. Additionally, the effect of treatments on the release of hydrophobic core in sunflower oil was measured. Optic and scanning electronic microscopy and spectrophotometry were used to the resistance and release evaluations. The microparticles showed spherical shape and mean diameter from 55 to 70 mm, with the core distribution multinuclear and homogeneous. The microparticles remained intact in the temperatures tested, in SDS solutions, in drastic conditions of acid pH simulating the gastric juice (pH, pepsin, and temperature) specially the ones treated with transglutaminase concentration at least 20 U/g.ptn while the ones not crosslinked were broken. All the microparticles were solubilized in the simulated intestine conditions (pH, pancreatin, and temperature). The release of paprika oleoresin-soy oil in sunflower oil was inversely proportional to crosslinking agent quantity used. The increasing of crosslinking agent decreased the release of color compound quantity. The best results of release were obtained for microparticles produced with an emulsion gum Arabic/paprika oleoresin-soy oil. In acid-enzyme enteric conditions, the microparticles without crosslinking released around 55% of encapsulated paprika oleoresin-soy oil while crosslinked microparticles with transglutaminase at 50U/g.ptn released around 33% of initially encapsulated paprika oleoresin-soy oil. The best retention was observed for microparticles crosslinked with glutaraldehyde that released around 11% of encapsulated paprika oleoresin-soy oil. In the gastric test, the emulsion preparation order not showed differences in the released quantity after incubation in the strong acid environment containing pepsin / Mestrado / Consumo e Qualidade de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição