Enzymic hydrolysis of cod fish waste was investigated using two enzymes (trypsin and bromelain). A fish protein hydrolysate (FPH) powder and frozen flake hydrolysate were produced using a spray drier and an ice flake machine. Functional properties of the FPH were assessed with respect to the molecular weight (MW) spectrum. The characteristics of solubility and emulsification for the hydrolysate showed it to be suitable for use as a binder compared with egg albumin (EA) and soy bean isolate (ISB) for fish products. Fishburgers with improved texture, succulence and reasonable cooking losses were made successfully from cod fish mince incorporating a vegetable oil/water emulsion stabilised by FPH. Taste panels were carried out and overall acceptability of the fishburgers made from the FPH emulsion was better than fishburgers containing EA and ISB emulsions. Economic evaluation and specification of a pilot plant were done for both FPH powder and frozen flake hydrolysate production. This work strongly emphasises that FPH should only be used in fish products which need a good binder and where the flavour/taint problems of use in other products, e.g. beverages, pasta, will not arise.

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O crescimento da produção e comercialização de pescado gera um aumento considerável na quantidade de resíduos. A escassez de reutilização e as formas incorretas de descarte tem sido preocupação constante das indústrias e dos pesquisadores, que buscam soluções para a melhor destinação dos mesmos. Buscando o conceito de empresa eco eficiente, são propostos tratamentos que levem à obtenção de coprodutos. A produção de \"farinha de peixe\" é a forma de aproveitamento do resíduo mais utilizada, porém apresenta baixo valor comercial. A elaboração de hidrolisados proteicos apresenta-se como uma alternativa de maior valor agregado. A clivagem proteica realizada por enzimas específicas pode gerar peptídeos biologicamente ativos, que apresentam propriedades funcionais e medicinais, bem como atividade antioxidante. O objetivo deste trabalho foi a elaboração e caracterização de hidrolisados proteicos de cabeças de tilápia (Oreochromis niloticus), a aferição da atividade antioxidante destes e sua relação com o tamanho de peptídeos, como forma de se obter e disponibilizar coprodutos, visando a sustentabilidade da cadeia produtiva desta espécie. O hidrolisado proteico de tilápia (HPT) foi obtido por hidrólise enzimática e empregando as enzimas Neutrase (Protemax NP-800), Papaína (Brauzyn-100) e Pepsina nos tempos 30, 60 e 120 minutos. O grau de hidrólise foi determinado através da metodologia com utilização do o-ftaldialdeído. A atividade antioxidante foi avaliada pelos ensaios do DPPH e ABTS+. O perfil de peptídeos foi avaliado através da separação por cromatografia em gel com coluna Superdex peptide. O grau de hidrólise para os tratamentos com a neutrase (30 min, 60 min, 120min) variou de 11,3% a 14,1%. No tratamento com a papaína (30 min, 60 min, 120 min) o grau de hidrólise foi superior ao observado com a enzima neutrase, apresentando variação de 21,14%a 25,28%. A variação para o tratamento com a pepsina (30 min, 60 min e 120 min) foi de 10,18% a 14,97% Todos os hidrolisados apresentaram propriedade antioxidante através da inibição de radicais livres, mesmo a concentrações baixas de hidrolisado. A inibição de 50% (EC50) dos radicais na metodologia de DPPH ocorreu com concentrações inferiores a 3mg/mL para todos os tratamentos, sendo a menor concentração 1,36 mg/mL (pepsina 120 min) e a maior 2,70 mg/mL (neutrase 30 min). Na metodologia de ABTS, concentrações superiores foram necessárias para a inibição de 50% dos radicais, porém ainda assim foram inferiores a 5%. A menor concentração foi 3,58 mg/mL (pepsina 120 min) e a maior foi de 4,49 mg/mL (neutrase 60 min). O tamanho das cadeias de peptídeos para a maioria dos tratamentos se situou entre cadeias de 1000 a 10000Da, sendo que o tratamento com pepsina promoveu porcentagem de peptídeos com maior peso molecular seguido pela neutrase. A papaína foi a enzima que promoveu maior clivagem de proteína e menores tamanhos de peptídeos, localizados na faixa de 100 a 1000 Da, valor relacionado ao seu maior grau de hidrólise. As propriedades observadas nos hidrolisados elaborados indicam que este pode ser um potencial suplemento alimentício devido ao seu elevado valor proteico, aditivos para conservação de alimentos e ainda aplicados na indústria farmacêutica. / The growth in production and marketing of fish generates a considerable increase in the amount of waste. The scarcity of re-used products and incorrect disposal forms has been a constant concern of industries and researchers who seek solutions for better allocation thereof. Seeking an efficient eco company concept, proposed treatments are leading to obtaining co-products. The production of \"fish meal\" with the residues is the most common use for the waste, but has a low commercial value. The preparation of protein hydrolysates is presented as an alternative with higher added value. The protein cleavage performed by specific enzymes can generate biologically active peptides which exhibit functional and medicinal properties as well as antioxidant activity. The objective of this work was the preparation and characterization of protein hydrolysates of tilapia (Oreochromis niloticus) , the measurement of antioxidant activity of these and its relation to the size of peptides as a way to obtain and provide co-products , aimed at the sustainability of the chain production of this species. The protein hydrolyzate of tilapia (HPT) was obtained by enzymatic hydrolysis and employing the enzyme Neutrase (Protemax NP- 800), Papain (Brauzyn - 100) and Pepsin at 30, 60 and 120 minutes. The degree of hydrolysis was determined using o- phthaldialdehyde . In the treatment with papain (30 min, 60 min, 120 min) the degree of hydrolysis was higher than that observed with Neutrase enzyme, showing variation of 21.14% to 25.28%. The variation for treatment with pepsin (30 min, 60 min and 120 min) was 10.18% and 14.97% hydrolyzed. All samples showed antioxidant properties through inhibition of free radicals, even at low concentrations hydrolyzate. The 50% inhibition (EC50) of the DPPH radical methodology occurred at concentrations below 3 mg / ml for all treatments, being the lowest concentration 1.36 mg / ml (lot 120 min) and the largest 2.70 mg / ml (Neutrase 30 min). In the ABTS method, higher concentrations were required for 50% inhibition of the radical, but still was less than 5%. The lowest concentration was 3.58 mg / mL (120 pepsin min) and the largest was 4.49 mg / mL (Neutrase 60 min). The size of the peptide chains to most treatments ranged from 1000 to 10000Da chains, whereas treatment with pepsin promoted percentage of peptides of higher molecular weight followed by Neutrase. The papain was the enzyme cleavage that generated more protein and peptides of smaller size, situated in the range from 100 to 1000 Da, which is related to the higher degree of hydrolysis. The properties observed in hydrolysates produced indicate that this is a potential food supplement because of its high protein value for food preservation additives, and applied in the pharmaceutical industry.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-04-28Bitstream added on 2014-06-13T19:20:47Z : No. of bitstreams: 1 saito_im_dr_botfca.pdf: 984135 bytes, checksum: d68af5e5076154cc8f38f5517fb4da20 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Recentemente há uma crescente busca de maior utilização de resíduos agroindustriais visando recuperar substâncias e/ou materiais e deste modo aumentar a eficiência econômica dos processos de produção. Diversos processos são desenvolvidos para utilização desses materiais convergindo em compostos químicos e produtos finos. A aplicação de resíduos agroindustriais em bioprocessos é uma alternativa observada na forma de substratos, e uma ajuda para solucionar o problema da poluição nos processos de agroindustrialização. O farelo de mandioca é um resíduo sólido produzido nas agroindústrias que extraem o seu amido (fecularias) que contém alto teor de amido (60 a 70% em peso seco) que é descartado e causa problemas ao meio ambiente. A recuperação do amido residual por tratamento físico ou biológico do material que tem sido objeto de pesquisas visando a melhoria dos processos, com o objetivo de agregar valor à matéria prima consumida. A produção de fécula de mandioca gera cerca de 930 Kg de farelo com aproximadamente 85% de umidade para cada 1000 Kg de raiz processada apresentando uma concentração de amido residual de 60 a 75% em massa seca. A fim de se obter um melhor aproveitamento do amido residuário existente no farelo de mandioca, o presente trabalho desenvolveu uma metodologia adequada para produção de hidrolisado, rico em glicose originário de tratamento hidrotérmico com fluido subcrítico. O tratamento do farelo residuário originário de uma agroindústria com umidade de 85% foi realizado em reator agitado em bateladas de 2,0 Kg, utilizando como catalisador o ácido sulfúrico a temperatura de 140 a 170°C. Os melhores resultados foram obtidos para as seguintes condições de tratamento: tempo de processo 35 minutos; temperatura de 140°C; concentração do catalisador de 2,5 % (m/s); umidade de 90,5% e rotação de 50 rpm. As respostas foram:... / Recently there has been an increase search for a large utilization of agro-industrial residues based on recovering substances and/or materials to increase the economical efficiency of the production. Several processes were developed for production fine chemicals compounds and other products. The application of agro-industrial residues on bioprocesses is an alternative observed in the substract form, and also a help to solve the pollution problem on the processes of agro-industrialization. The cassava waste is a solid residue produced in agro-industry that extracts its starch which has a high starch content which is wasted and causes environmental problems. The recovery of these residual starch by physical or biological treatment of the material require research aiming the optimization of the chosen processes, as well as for aggregating value to the consumed raw material. The cassava starch production generates about 930 Kg of solid waste with approximately 85% of moisture to each 1000 Kg of processed root, presenting a concentration of starch residue from 60 to 70% on a dry weight. In order to obtain a better use of the residual starch present on the cassava waste, in the present work an optimized methodology for hydrolysate production, was developed with production of a glucose rich solution from a hydrotermic treatment with subcritical fluid. The residual waste treatment originated from an agro-industry with 85% of moisture was performed in a stirred reactor with agitator in amounts of 2 Kg using sulphuric acid as a catalyst at temperatures between 140 and 170°C. The optimum results were obtained to the following treatment conditions: ...(Complete abstract click electronic access below)

Submitted by FLÁVIA DE AQUINO CUTRIM FARIAS null (flavia_cutrim@ifma.edu.br) on 2017-07-04T12:32:45Z No. of bitstreams: 1 TESE-FLÁVIA CUTRIM Farias (1).pdf: 1973425 bytes, checksum: b19b213ea6c0f5ad7bd758faa989e1f7 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-07-04T18:19:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 farias_fac_dr_sjrp.pdf: 1973425 bytes, checksum: b19b213ea6c0f5ad7bd758faa989e1f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-04T18:19:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 farias_fac_dr_sjrp.pdf: 1973425 bytes, checksum: b19b213ea6c0f5ad7bd758faa989e1f7 (MD5) Previous issue date: 2017-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Há um grande interesse em se produzir álcool por matérias-primas alternativas à cana-de-açúcar. As fontes amiláceas tropicais são alvos potenciais nestas pesquisas. A taioba é uma planta que contem um teor considerável de amido nos seus tubérculos, mas é pouco explorada cientifica e comercialmente. Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial industrial da taioba. Para isto, determinaram-se as características estruturais e físico-químicas do amido de taioba, e, em seguida, se avaliou o potencial para a produção de etanol. Todas as analises foram realizadas em comparação ao amido de mandioca, por ser uma fonte conhecida e bem difundida no Brasil. Os amidos apresentaram alto grau de pureza e baixo teor de fósforo (< 0,05%). O amido de taioba apresentou 21,80 % de amilose aparente e 16,96 % de amilose absoluta. Os amidos exibiram perda de água (sinérese) durante a estocagem em todas as temperaturas testadas, mas a menor porcentagem de perda em ambos os amidos foi a 25 °C. O amido de taioba apresentou temperaturas de gelatinização mais elevadas, maiores alterações de entalpia de gelatinização e maiores percentagens de retrogradação, mas com valores de hidrólise menores que o amido de mandioca, sendo que essas diferenças podem ser atribuídas à menor proporção de cadeias ramificadas curtas (DP 6-12) da amilopectina e à maior viscosidade final do amido de taioba. O amido de taioba foi sacarificado enzimaticamente e submetido à fermentação usando a levedura Saccharomyces cerevisiae JP1. A concentração máxima de etanol produzida foi de aproximadamente de 56,34 e 48,38 g.L-1, com produtividade de 0,67 e 0,56 g.L-1.h-1 e rendimentos na faixa de 0,49 e 0,46 para os hidrolisados de mandioca e taioba, respectivamente. A eficiência de conversão em álcool dos hidrolisados de mandioca foi de 96,8 % e taioba de 89,57 %. Este estudo obteve resultados inéditos e úteis para avaliar o emprego de tubérculo de taioba para desenvolvimento de produtos de valor agregado destinados a alimentos e combustível. / There is a great interest in producing alcohol for raw materials that are alternative to sugarcane. Tropical amylaceous sources are potential targets in these surveys. Tannia is a plant that contains a considerable amount of starch in its tubers, but is little explored scientifically and commercially. This work aimed to evaluate the industrial potential of this plant. For this, the structural and physicochemical characteristics of the tannia starch were determined, and then the potential for the production of ethanol was evaluated. All the analyzes were carried out in comparison to cassava starch, because it is a known and well-known source in Brazil. The starches presented high purity and low phosphorus content (<0.05%). Tannia starch had 21.80% apparent amylose and 16.96% absolute amylose. Starches exhibited loss of water (syneresis) during storage at all temperatures tested, but the lowest percentage loss in both starches was at 25 oC. Tannia starch showed higher gelatinization temperatures, greater gelatinization enthalpy changes and higher percentages of retrogradation, but with hydrolysis values lower than cassava starch, and these differences can be attributed to the lower proportion of short branched chains (DP 6-12) of the amylopectin and the higher final viscosity of the tannia starch. The tannia starch was saccharified enzymatically and subjected to fermentation using the yeast Saccharomyces cerevisiae JP1. The maximum concentration of ethanol produced was approximately 56.34 and 48.38 g.L-1, with yields of 0.67 and 0.56 gL-1.h-1 and yields in the range of 0.49 and 0.46. For the cassava and tannia hydrolysates, respectively. The alcohol conversion efficiency of cassava hydrolysates was 96.8% and tannia 89.57%. This study has obtained unpublished and useful results to evaluate the use of tuber tubers for the development of value-added products for food and fuel.

O crescimento da produção e comercialização de pescado gera um aumento considerável na quantidade de resíduos. A escassez de reutilização e as formas incorretas de descarte tem sido preocupação constante das indústrias e dos pesquisadores, que buscam soluções para a melhor destinação dos mesmos. Buscando o conceito de empresa eco eficiente, são propostos tratamentos que levem à obtenção de coprodutos. A produção de \"farinha de peixe\" é a forma de aproveitamento do resíduo mais utilizada, porém apresenta baixo valor comercial. A elaboração de hidrolisados proteicos apresenta-se como uma alternativa de maior valor agregado. A clivagem proteica realizada por enzimas específicas pode gerar peptídeos biologicamente ativos, que apresentam propriedades funcionais e medicinais, bem como atividade antioxidante. O objetivo deste trabalho foi a elaboração e caracterização de hidrolisados proteicos de cabeças de tilápia (Oreochromis niloticus), a aferição da atividade antioxidante destes e sua relação com o tamanho de peptídeos, como forma de se obter e disponibilizar coprodutos, visando a sustentabilidade da cadeia produtiva desta espécie. O hidrolisado proteico de tilápia (HPT) foi obtido por hidrólise enzimática e empregando as enzimas Neutrase (Protemax NP-800), Papaína (Brauzyn-100) e Pepsina nos tempos 30, 60 e 120 minutos. O grau de hidrólise foi determinado através da metodologia com utilização do o-ftaldialdeído. A atividade antioxidante foi avaliada pelos ensaios do DPPH e ABTS+. O perfil de peptídeos foi avaliado através da separação por cromatografia em gel com coluna Superdex peptide. O grau de hidrólise para os tratamentos com a neutrase (30 min, 60 min, 120min) variou de 11,3% a 14,1%. No tratamento com a papaína (30 min, 60 min, 120 min) o grau de hidrólise foi superior ao observado com a enzima neutrase, apresentando variação de 21,14%a 25,28%. A variação para o tratamento com a pepsina (30 min, 60 min e 120 min) foi de 10,18% a 14,97% Todos os hidrolisados apresentaram propriedade antioxidante através da inibição de radicais livres, mesmo a concentrações baixas de hidrolisado. A inibição de 50% (EC50) dos radicais na metodologia de DPPH ocorreu com concentrações inferiores a 3mg/mL para todos os tratamentos, sendo a menor concentração 1,36 mg/mL (pepsina 120 min) e a maior 2,70 mg/mL (neutrase 30 min). Na metodologia de ABTS, concentrações superiores foram necessárias para a inibição de 50% dos radicais, porém ainda assim foram inferiores a 5%. A menor concentração foi 3,58 mg/mL (pepsina 120 min) e a maior foi de 4,49 mg/mL (neutrase 60 min). O tamanho das cadeias de peptídeos para a maioria dos tratamentos se situou entre cadeias de 1000 a 10000Da, sendo que o tratamento com pepsina promoveu porcentagem de peptídeos com maior peso molecular seguido pela neutrase. A papaína foi a enzima que promoveu maior clivagem de proteína e menores tamanhos de peptídeos, localizados na faixa de 100 a 1000 Da, valor relacionado ao seu maior grau de hidrólise. As propriedades observadas nos hidrolisados elaborados indicam que este pode ser um potencial suplemento alimentício devido ao seu elevado valor proteico, aditivos para conservação de alimentos e ainda aplicados na indústria farmacêutica. / The growth in production and marketing of fish generates a considerable increase in the amount of waste. The scarcity of re-used products and incorrect disposal forms has been a constant concern of industries and researchers who seek solutions for better allocation thereof. Seeking an efficient eco company concept, proposed treatments are leading to obtaining co-products. The production of \"fish meal\" with the residues is the most common use for the waste, but has a low commercial value. The preparation of protein hydrolysates is presented as an alternative with higher added value. The protein cleavage performed by specific enzymes can generate biologically active peptides which exhibit functional and medicinal properties as well as antioxidant activity. The objective of this work was the preparation and characterization of protein hydrolysates of tilapia (Oreochromis niloticus) , the measurement of antioxidant activity of these and its relation to the size of peptides as a way to obtain and provide co-products , aimed at the sustainability of the chain production of this species. The protein hydrolyzate of tilapia (HPT) was obtained by enzymatic hydrolysis and employing the enzyme Neutrase (Protemax NP- 800), Papain (Brauzyn - 100) and Pepsin at 30, 60 and 120 minutes. The degree of hydrolysis was determined using o- phthaldialdehyde . In the treatment with papain (30 min, 60 min, 120 min) the degree of hydrolysis was higher than that observed with Neutrase enzyme, showing variation of 21.14% to 25.28%. The variation for treatment with pepsin (30 min, 60 min and 120 min) was 10.18% and 14.97% hydrolyzed. All samples showed antioxidant properties through inhibition of free radicals, even at low concentrations hydrolyzate. The 50% inhibition (EC50) of the DPPH radical methodology occurred at concentrations below 3 mg / ml for all treatments, being the lowest concentration 1.36 mg / ml (lot 120 min) and the largest 2.70 mg / ml (Neutrase 30 min). In the ABTS method, higher concentrations were required for 50% inhibition of the radical, but still was less than 5%. The lowest concentration was 3.58 mg / mL (120 pepsin min) and the largest was 4.49 mg / mL (Neutrase 60 min). The size of the peptide chains to most treatments ranged from 1000 to 10000Da chains, whereas treatment with pepsin promoted percentage of peptides of higher molecular weight followed by Neutrase. The papain was the enzyme cleavage that generated more protein and peptides of smaller size, situated in the range from 100 to 1000 Da, which is related to the higher degree of hydrolysis. The properties observed in hydrolysates produced indicate that this is a potential food supplement because of its high protein value for food preservation additives, and applied in the pharmaceutical industry.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(農学) / 甲第22496号 / 農博第2400号 / 新制||農||1076(附属図書館) / 学位論文||R2||N5276(農学部図書室) / 京都大学大学院農学研究科応用生物科学専攻 / (主査)教授 佐藤 健司, 教授 菅原 達也, 准教授 豊原 治彦 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DFAM

Global food production management has become a challenge with an anticipated population of 10 billion people by 2050 and the ongoing COVID-19 epidemic. Seafood is a vital food source due to its widespread consumption, excellent nutrient profile, and low feed conversion ratio, rendering its sustainable production quintessential. Cellular agriculture or cultured meat can increase seafood production; however, the conventional use of Fetal Bovine Serum (FBS) in culture media restricts its utilization at an industrial level. FBS is effective but has many limitations: unethical animal extraction, high demand and low supply, poorly defined ingredients, variable performance, and high cost that impedes the feasibility and commercial viability of cellular agriculture. Thus, employing serum-free media becomes a quintessential need for cellular agriculture. This project aims to replace or reduce the typical 10% serum usage in Zebrafish embryonic stem cell (ESC) production media with protein hydrolysates derived from low-cost natural sources with high protein content. Enzymatic hydrolysis was performed on nine sources: insects (black army fly and cricket), plants (pea), fungi (mushroom and yeast), algae, and marine invertebrates (oyster, mussel, and lugworm). The resulting hydrolysates were evaluated for serum replacement in zebrafish ESCs. All hydrolysates were used at five different concentrations (10, 1 0.1, 0.01 and 0.001 mg/mL) in serum concentrations of 10%, 5%, and 0% with four biological replicates. The best hydrolysate sources and concentrations were selected for further testing at 2.5% and 1% serum concentrations. All hydrolysates, except for cricket, could restore or significantly increase cell growth with 50% less serum at a concentration of 0.1-0.001mg/mL. Protein hydrolysate concentration of 10 and 1mg/mL was toxic for cells. Additionally, the eight hydrolysates could reduce serum concentrations up to 75–90%. However, no protein hydrolysate could completely replace serum, as cells using only protein hydrolysates exhibited morphological aberrations and decreased growth. Replacing serum with protein hydrolysates lowers cellular agriculture's overall cost, thus enabling the commercialization of cultured meat and the development of a sustainable food system. In the future, blending various protein hydrolysate sources with or without the addition of conventional growth factors could be done to create the ideal serum-free media. / Doctor of Philosophy / With a predicted population of 10 billion by 2050 and the ongoing COVID-19 outbreak, the management of global food production has become a dilemma. However, due to its widespread consumption and good nutrient profile, seafood is an essential food supply, making its sustainable production indispensable. Both capture fisheries and aquaculture are conventional ways to produce seafood. However, they are under tremendous pressure and require alternatives that can alleviate this demand and contribute to the sustainable growth of seafood. In-vitro cultured meat, also known as lab-grown meat, is a novel technique with the potential to supplement the traditional fish sector. It appears a great option, as it completely imitates meat and offers numerous environmental, financial, and health advantages. A culture medium supports the existence, survival, growth, and multiplication of meat-producing cells and tissues in cell-based meat. However, the culture medium uses a Fetal Bovine Serum (FBS) supplement, which dramatically increases the cost and raises many ethical concerns as it is derived from a cow's fetus. In this thesis, we substitute FBS with protein hydrolysates derived from nine distinct sources. Hydrolysing proteins with enzymes produce protein hydrolysates, rich in nutrients and peptides that promote cell development. Enzymes were used to hydrolyse nine unique and protein-rich sources, including insects (black army fly and cricket), plants (pea), fungi (mushroom and yeast), algae, and marine creatures (oyster, mussel, and lugworm). The resultant hydrolysates were investigated for replacement of serum in cell culture. Eight protein hydrolysates successfully replaced 90% of serum without impairing cell growth and structure but could not replace serum entirely. In the future, serum-free media could be created by combining these various protein hydrolysates with or without adding other growth-promoting components.

A produção comercial dos surfactantes ocorre principalmente por síntese química a partir do petróleo. A via biotecnológica se apresenta como uma alternativa promissora por possibilitar a utilização de biomassas vegetais, ricas em carboidratos a exemplo da palha de cana-de-açúcar. Assim, esta biomolécula torna-se mais competitiva comercialmente em relação aos surfactantes químicos, obtendo um processo biossustentável e biodegradável. Microrganismos isolados da Antártica apresentam potencial para a produção destas biomoléculas, uma vez que em condições extremas de sobrevivência estas poderiam ser produzidas em concentrações elevadas. Assim, este estudo avaliou a produção de biossurfactante em hidrolisado hemicelulósico de palha de cana-de-açúcar (HHPC) a partir de leveduras da Antártica, além da caracterização parcial da biomolécula e testes de estabilidade da emulsão. Inicialmente foram avaliadas 24 leveduras, cultivadas em frascos Erlenmeyer de 50 mL em meio semi-definido contendo xilose ou glicose como fontes de carbono, a 25ºC, 150 rpm, por até 72 horas. As propriedades emulsificante e tensoativa do bioproduto foram avaliadas e as culturas que apresentaram resultados satisfatórios para ambas as propriedades e consumo de xilose superior ou igual a 80% foram selecionadas para cultivo em meio formulado com HHPC. Das 24 leveduras testadas, três foram selecionadas para cultivo em hidrolisado: Cryptococcus laurentii (L62), Cryptococcus adeliensis (L95) e Rhodotorula mucilaginosa (L52). Destas, a levedura Cryptococcus adeliensis (L95) se destacou por apresentar produção de biomoléculas com maior propriedade emulsificante e tensoativa. Para esta levedura o consumo de xilose em meio semi-definido e em HHPC bem como o índice de emulsificação nas diferentes condições foram semelhantes. O biossurfactante produzido por Cryptococcus adeliensis (L95) foi caracterizado como glicolipídeo. Diferentes métodos de extração desta biomolécula foram testados, no entanto, estes não apresentaram diferença significativa. A estabilidade da emulsão obtida do sobrenadante de L95 em HHPC foi determinada em distintas condições físico-químicas, sendo que esta foi estável a pH extremamente baixo (2,00), baixas temperaturas (0oC e 4oC) e elevada concentração salina (10% m/V). Estes resultados são promissores considerando o potencial de aplicação de biossurfactantes em biorremediação bem como insumos nos mais diversos segmentos industriais, os quais necessitam de biomoléculas que resistam às mais diversas condições ambientais. Desta forma nesta pesquisa foi possível inferir que a biomassa de palha de cana pode ser destinada à obtenção de biossurfactantes a partir de leveduras da Antártica, destacando a relevância da pesquisa quanto à inovação biotecnológica. / The commercial production of surfactants occurs mainly by chemical synthesis from petroleum. The biotechnological pathway is considered as a promising alternative because it allows the use of vegetable biomass, rich in carbohydrates such as sugarcane straw. Thus, this biomolecule becomes more commercially competitive with respect to the chemical surfactants, obtaining a biodegradable process. Microorganisms isolated from Antarctica have the potential to produce these biomolecules, since under extreme conditions of survival, these could be produced in higher concentrations. In this way, this study aims to evaluate the biosurfactant production in sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate from Antarctic yeasts, in addition to the partial characterization of the biomolecule and stability tests of the emulsion. Initially, 24 yeasts were evaluated, grown in 50 mL Erlenmeyer flasks in semi-defined medium with xylose or glucose as carbono sources, at 25ºC, 150 rpm, up to 72 hours. The emulsifying and surfactante properties of the bioproduct were evaluated, and the cultures that had satisfactory results for both properties and xylose consumption higher or equal to 80% were selected to be cultivated in a medium formulated with sugarcane straw hemicellulosic hydrolysate (SSHH). In the 24 yeasts tested, three were selected to be cultivated in the hydrolysed: Cryptococcus laurentii (L62), Cryptococcus adeliensis (L95) and Rhodotorula mucilaginosa (L52). Among these C. adeliensis (L95) was distinguished by the production of biomolecules with higher emulsifying and tensoactive properties. For this yeast, the xylose consumption in semi-defined medium and in SSHH, as well as the emulsification index under diferente conditions were similar. The biosurfactant produced by C. adeliensis (L95) was characterized as glycolipid. Different methods of extraction of this biomolecule were tested, however, these did not have significant difference. The emulsion stability obtained from the C. adeliensis (L95) supernatant in SSHH was determined under different physicochemical conditions, which was stable at extremely low pH (2,00), low temperatures (0oC and 4oC) and high saline concentration (10% m/v). These results are interesting considering the potential of the biosurfactants application in bioremediation and inputs for several industrial segments, which require biomolecules that resist to the most diverse environmental conditions. In this research, it was concluded that sugarcane straw biomass can be used to obtain biosurfactants from Antarctic yeasts, consequently highlighting the research relevance regarding to the biotechnological innovation.

A soja é uma leguminosa amplamente cultivada mundialmente, sendo o Brasil o segundo maior produtor mundial. Seu alto conteúdo proteico e baixo custo são fatores potenciais para o desenvolvimento de produtos tendo como base o isolado proteico de soja ou seus derivados. Neste sentido, a partir do farelo de soja (após extração do óleo) e métodos convencionais de extração foi obtido o concentrado proteico, substrato para o desenvolvimento de hidrolisados enzimáticos parciais de proteína. Para tanto, foram avaliadas endopeptidases (Neutrase® 0,8L, Alcalase® 2,4L e papaína) e exopeptidase (Flavourzyme® 1000L). A partir do hidrolisado foram preparados complexos/quelatos de metal-peptídeo. Em cada etapa foi avaliada a viabilidade econômica do produto gerado. A condição de extração proteica que proporcionou o melhor resultado foi a relação sólido/solvente de 1:30 (m/v), pH 9,0 ajustado com NaOH 4,0 M, com tempo de extração de 45 minutos, seguido de filtração e ajuste do pH para 4,5 com HCl 2,0 M para a precipitação de proteínas. Nestas condições foi obtido rendimento aproximado de 68,6 % de extrato com teor proteico de 84 %. O processo de hidrólise que proporcionou melhor perfil de peptídeos foi obtido com a Alcalase® 2,4L, cuja relação proteína/enzima foi de 7,5 mg:10 ?L, com tempo de incubação de 30 minutos em solução de tampão fosfato de sódio 30 mM a 55 ºC. Porém, não foi possível a secagem do hidrolisado devido ao teor de glicerol oriundo da enzima. Este inconveniente foi superado com a purificação parcial da mistura enzimática em coluna de Sephadex G25, eluída com tampão acetato de sódio (50 mM, pH 5,0), obtendo assim o concentrado enzimático sem prejuízo para a atividade da enzima. O hidrolisado assim obtido representa a proteína em seu conteúdo de aminoácido tanto qualitativamente quanto quantitativamente. Na preparação dos complexos metálicos de cobre, ferro, zinco e manganês, o ponto de equivalência metal/ligante foi determinado com a utilização de métodos eletroquímicos (voltametria cíclica ou titulação potenciométrica) e a quantificação do metal por absorção atômica revelou uma quantidade de metal ligado de 15,19; 5,55; 3,13 e 2,94 % de manganês, ferro, cobre e zinco respectivamente. A análise econômica mostrou a viabilidade para a produção de complexo de zinco, porém não se descartou a viabilidade dos outros produtos mediante ao ajuste da escala produtiva. / The soybean is a legume widely cultivated worldwide, with Brazil being the second largest world producer. Its high protein content and low cost are potential factors for the development of products based on isolated soybean protein or its derived products. In this way, from the soybean meal ( after oil extraction ) and conventional extraction methods, the protein concentrate was obtained, which is a substrate for the development of partial hydrolysates of protein. For this, were evaluated endopeptidases (Neutrase® 0.8L, Alcalase® 2.4L and papain) and a exopeptidase (Flavourzyme® 1000L). From the hydrolysate were prepared metal-peptide complexes / chelates. At each stage were evaluated the economic feasibility of the generated product. The protein extraction condition which provided the best result was the relationship solid/solvent 1:30 (w/v), pH 9.0 adjusted with 4.0 M NaOH, with extraction time of 45 minutes, followed by filtration and pH adjustment to 4.5 with 2.0 M HCl for proteins precipitation. In these conditions was obtained an income of about 68.6 % of extract with 84% of protein content. The hydrolysis process which provided the best peptides profile was obtained with Alcalase® 2.4L, whose ratio of protein / enzyme was 7.5 mg:10 ?L, with incubation time of 30 minutes in a buffer solution of sodium phosphate 30 mM at 55 º C. However, the drying of the hydrolyzed was not possible due to the glycerol content coming from the enzyme. This drawback was overcome by partial purification of the enzyme mixture on a column of Sephadex G25, eluted with sodium acetate buffer (50 mM, pH 5.0), thus obtaining the enzymatic concentrate without any loss to the enzyme activity. The thus obtained hydrolysate represents the protein in its amino acid content qualitatively and quantitatively. In the preparation of metal complexes of copper, iron, zinc and manganese, the equivalence point metal / ligand was determined using electrochemical methods (cyclic voltammetry or potentiometric titration) and metal quantification by atomic absorption revealed an amount of bounded metal of the 15.19; 5.55; 3.13 e 2.94 % of manganese, iron, copper and zinc respectively. The economic analysis showed the feasibility for the production of zinc complex, but not dismissed the feasibility of using the other products adjusting the scale of production.