O aproveitamento de dejetos industriais como fonte de insumos, apresenta além da vantagem econômica pelo uso de materiais de baixo valor comercial, um forte apelo ambiental. A presença de grande produção de resíduos orgânicos em abatedouros, como as penas de frango, leva à necessidade do desenvolvimento de tecnologias que possibilitem a sua reciclagem. As penas se constituem como os materiais queratinosos mais abundantes na natureza, e por isso, podem ser usados como material de partida para diferentes aplicações biotecnológicas, químicas e farmacêuticas. Existem na literatura vários métodos de extração de queratina das penas de frango, como as extrações por hidrólises ácidas e alcalinas, que além da desvantagem da hidrólise total da proteína, rompem também os sítios principais de reação de crosslinkings da proteína. Outros procedimentos envolvem o uso de grandes concentrações de reagentes onerosos, como o 2-mercaptoetanol e as enzimas proteolíticas. Estudo realizado por planejamento fatorial visou à extração e fragmentação da queratina, através da combinação de diferentes concentrações de sulfito de sódio, uréia e papaína. Ensaios preliminares de modificação da queratina foram conduzidos após esta extração. Temperaturas acima de 80°C, e concentrações intermediárias de uréia (3,75M) combinadas a baixas concentrações de sulfito de sódio (0,1M - 0,18M) foram os melhores parâmetros de extração. A hidrólise enzimática apresentou-se adequada somente quando combinada ao prévio tratamento químico. A combinação dos dois processos extrativos resultou em redução do tempo de reação da hidrólise enzimática. A queratina obtida apresentava tamanho de fragmentos homogêneos, ao redor de 650nm, e um grau de pureza de 72%-89% em massa seca de proteína purificada. A caracterização físico-química dos derivados da queratina demonstra a amplitude desta proteína como insumo para aplicações diversas. O estudo da inserção de grupamentos polares na molécula de queratina é feita por análise da solubilidade em diferentes solventes e por espectroscopia vibracional Raman. / The use of industrial wastes as a source of raw materials presents, besides the cost-effective advantages, an eco-friendly approach. Great amount of feather waste discharged from slaughterhouses demands the development of biotechnological alternatives for its recycling. Feather is the most keratinous material in nature and may be used for different applications in biotechnology, pharmaceutical and chemical industry. Several authors have written methods for feather keratin extraction, as acid and alkaline hydrolysis. Those methods presented disadvantages like damage to the backbone protein chain and loss of its main function as well as loss of cross linking groups. Other chemical treatments require large amounts of expensive reagents such as 2-mercaptoethanol and proteolytic enzymes. The present work comprises a factorial planning for extraction and fragmentation of feather keratin by combining sodium sulfide (0,1M 0,26M), urea (2M- 6M) and papain (0,13mg/ml). Feather keratin modification assay was conducted after protein extraction. The experiment presented satisfactory results when temperature extraction is maintained around 80° C, urea is used in an intermediate concentration (3,75M) and sodium sulfide in a low concentration(0,1M- 0,18M). Enzymatic hydrolysis is viable only after previous chemistry extraction. The combination of both treatment types resulted in a decrease of enzymatic time reaction and therefore an optimized keratin production. Extracted feather keratin presented homogenous size fragments with most particle diameters around 650nm. The percentage of proteins found was around 72%-89% compared to the total dry weight. The physicochemical characterization of feather keratin derivatives bring this protein of interest as a potencial component to renewable raw materials synthesis. Modification analysis of feather keratin was carried by qualitative solubility evaluation and vibrational spectrometry Raman.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-11092013-150522 |
| Date | 15 April 2010 |
| Creators | Milena Nakagawa de Arruda |
| Contributors | Bronislaw Polakiewicz, Pedro de Alcantara Pessoa Filho, Marco Antonio Stephano |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Tecnologia Bioquímico-Farmacêutica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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