Produção e caracterização parcial de lipases com atividade de hidrólise e de síntese por fermentação em estado sólido de farelo de soja

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2009Este trabalho buscou isolar e selecionar novos microrganismos capazes de produzir lipases com atividade de hidrólise e de esterificação, e avaliar a produção e a caracterização de lipases extracelulares por fermentação em estado sólido (FES) em farelo de soja com os microrganismos selecionados. Observouse que dentre os microrganismos isolados, os fungos filamentosos do gênero Penicillium apresentaram os melhores resultados como produtores de lipase com atividade hidrolítica. Por outro lado as cepas de leveduras foram as que apresentaram melhor desempenho na catálise da reação de produção de n-propil oleato, sendo somente duas cepas fúngicas selecionadas entre os 17 microrganismos hábeis para produção de lipase com atividade de esterificação. A fermentação em estado sólido para produção de lipase com atividade hidrolítica usando farelo de soja apresentou resultados promissores. O estudo da suplementação revelou o Penicillium 58F como o mais eficiente para produção de lipase hidrolítica, nos distintos valores de pH avaliados, sendo a suplementação com uréia acrescida de óleo de soja a que resultou nas melhores atividades. A técnica de planejamento de experimentos mostrou-se eficiente para maximização do processo fermentativo para produção de lipase hidrolítica. O processo foi maximizado com suplementação de 0,60% de uréia acrescida de óleo de soja para atingir relação de C/N 6,11, umidade 75%, granulometria farelo de soja de 1-2 mm, concentração de inóculo de 2x108 esporos/g e 20 °C. A atividade hidrolítica máxima obtida em meio ácido foi de 200 U/g farelo de soja seco após 120h de fermentação, em pH neutro de 317 U/g e em alcalino obteve-se atividade de 191 U/g farelo de soja seco, ambos em 96 h fermentação. Os resultados demonstram haver produção de altas concentrações de lipase extracelular, possivelmente um pool de lipases, com potencial hidrolítico em uma ampla faixa de pH. A relação C/N de 6,11 foi a que resultou nas melhores produtividades. A condição otimizada para extração da lipase foi usando tampão fosfato de sódio 100mM pH 7,0 e temperatura de 25ºC, 150 rpm, e razão sólido/líquido de 1:4, com incubação de 15 minutos. A caracterização parcial do extrato enzimático hidrolítico bruto e pré-purificado apresentou temperatura ótima de atividade de 37ºC, para ambas, e pH ótimo igual a 7 e na faixa de 9 a 10, respectivamente. A maior estabilidade dos extratos bruto e prépurificados foi a 25 ºC e pH 7. A exposição a CaCl2 levou à inativação do extrato enzimático hidrolítico pré-purificado. A especificidade do extrato enzimático hidrolítico pré-purificado indicou atividades em ésteres com uma faixa de comprimento de cadeia variando de C4 a C18.This work aimed to isolating and selecting new lipase-producing microorganisms, able to produce lipase both with synthesis and hydrolysis activities, and to assess the production and characterization of extracellular lipases, by solid state fermentation (SSF) using soybean meal as substrate, with the microorganisms isolated in the previous step. The filamentous fungi of the genera Penicillium presented the best production results in terms of hydrolytic activity. The best performance on production of lipases with synthesis activity (n-propyl oleate) was obtained with the yeast strains, while only two fungal strains produced lipases with a good potential for synthesis among the 17 selected strains. The use of soybean meal as substrate for SSF presented promising results. The study on the supplementation of this substrate showed that the Penicillium sp. 58F was the most potential lipase producer, considering three different pH values. The use of urea and soybean oil resulted in the highest lipase activities. The lipase production could be optimized using the experimental design technique. Maximum activity was obtained using soybean meal (75% moisture and particle size 1-2 mm) supplemented with 0.6% urea and soybean oil to reach a C/N ratio of 6.11, 2x108 spores/g and 20 °C. The resulting activity in acid medium was 200 U/g of dry substrate after 120 h of fermentation. In neutral and alkaline medium maximum activities were 317 U/g and 191 U/g after 96 h of fermentation, respectively. The results suggest that a pool of lipases is produced, with a high lipolytic activity in a wide pH range. The C/N ratio 6.11 maximized the lipase production. The optimum extraction condition was phosphate buffer (pH 7.0 100 mM), 25ºC, 150 rpm, solid to liquid ratio 1:4 and incubation for 15 min. Partial characterization of the crude and pre-purified extract showed that both presented optimum temperature for activity of 37ºC and optimum pH of 7 and 9-10, respectively. The crude and pre-purified extract were more stable at 25ºC and pH 7.0. The exposure of the extract to CaCl2 induced to a inactivation of the pre-purified extract. The specificity of the pre-purified extract showed that good activities could be obtained in long chain p-nitro esters and triacylglycerols

INFLUENCE OF THE PASTEURIZATION CONDITIONS ON SUGARCANE JUICE PACKAGED IN GLASS PACKAGING

Sugarcane is a widely consumed product, giving rise to different products, including sugar, sugarcane juice, and alcohol. The sugarcane juice consists of 81 % water, 15 % sucrose and 1.05 % reducing sugars, being highly perishable, mainly due to its high sugar concentration, high water activity, and low acidity. The present study aimed to evaluate the effect of experimental design (central composite design-CCD) using various pasteurization time-temperature conditions of sugarcane juice packaged in glass bottles, throughout 45 days of storage at 20 ºC. A significant (p ≤ 0.05) effect was observed for the interaction time and temperature concerning the variables pH, total reducing sugars, and total soluble sugars, with calculated F higher than tabulated F, thus allowing constructing a response surface model, which showed that higher temperature and shorter time led to an increase in soluble solids contents. For all treatments, no molds and yeasts, and mesophilic bacteria growth were observed up to 15 days of storage at 20 ºC. However, at 30 and 45 days of storage, the growth of molds and yeasts and mesophilic bacteria was observed, with a significant difference between the treatments (p ≤ 0.05) at 45 days of storage, while the pasteurization condition at the central point (80 ºC and 15 minutes) exhibited lower microbial count

Avaliação da adição de diferentes concentrações de sementes de chia e linhaça nas características físico-químicas do queijo tipo minas frescal

O desenvolvimento de formulações alimentícias é uma necessidade constante para o mercado visando otimizar processamentos e agregar diferentes ingredientes. Neste contexto, o queijo tipo minas frescal um dos mais consumidos no país, torna-se um produto alvo a ser investigado. Assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliar as características físico-químicas, bem como a oxidação lipídica e a concentração de minerais em queijo tipo minas frescal elaborado com a adição de diferentes concentrações de chia e linhaça. Os dados foram avaliados de acordo com o planejamento experimental onde se observou valores próximos de proteína, umidade, cinzas e pH para as amostras acrescidas de sementes e a formulação padrão. Para o teor de potássio e ferro, as formulações contendo sementes indicaram maior teor desses minerais devido à quantidade destes nas sementes, em relação à amostra padrão, o que ressalta a importância do produto proposto. Os teores de lipídios e oxidação lipídica apresentaram variações entre as formulações acrescidas de sementes e em relação a formulação padrão, esta foi maior, o que indica que as formulações propostas tornam-se interessantes em relação a preservação das características primordiais para produtos alimentícios em especial devido as características de acidez do queijo e traços de oxidação lipídica

CARACTERIZAÇÃO MICROBIOLÓGICA E FÍSICO-QUÍMICA DE RICOTA PRODUZIDA EM UMA AGROINDÚSTRIA FAMILIAR DO OESTE DE SANTA CATARINA

A ricota é uma das formas mais simples e econômicas da utilização do soro de leite. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar a qualidade microbiológica bem como realizar a caracterização físico-química da ricota tipo colonial. Para isto, a ricota produzida por uma agroindústria familiar foi submetida às análises microbiológicas do Número Mais Provável de coliformes totais e coliformes termotolerantes (45 ºC), contagem de Staphylococcus coagulase positiva e pesquisa de Salmonella spp., nos tempos zero (24h após processamento) e 30 dias armazenada a 10 ºC. Foram realizadas contagens de bolores e leveduras, micro-organismos mesófilos aeróbios e bactérias ácido láticas na ricota, obtendo-se valores entre 2,85 e 6,72, 6,37 e 8,24, 3,60 e 7,52 logUFC.g.-1, nos tempos zero, 10, 20 e 30 dias de armazenamento, respectivamente. A ricota produzida na agroindústria familiar do Oeste de SC apresenta 0,77% de cinzas, 49,76% de umidade, 22,96% de gordura, 15,59% de proteína, 0,32% acidez e pH de 5,04. Assim, foi possível verificar que a ricota está em conformidade com os padrões microbiológicos estabelecidos pela RDC nº 12 de 02/01/2001 (BRASIL, 2001) e apresenta qualidade microbiológica bem como características físico-químicas que conferem a identidade e qualidade do produt

AVALIAÇÃO DA AÇÃO ANTIMICROBIANA DE ÓLEO ESSENCIAL DE OREGANO (Origanum vulgare) EM RICOTAS ADICIONADAS DE ESPECIARIAS

A cada dia cresce o número de consumidores que tem exigido da indústria de alimentos, a adoção de uma política com intuito de diminuir o uso de aditivos químicos pelos considerados naturais, para obtenção de alimentos seguros. Assim, muitas especiarias e seus derivados vêm sendo indicados e aplicados em alimentos para produzir sabor e aromas diferenciados, além do uso como  ntimicrobianos naturais, que possam apresentar uma nova forma de garantir a qualidade microbiológica dos alimentos. Desta forma, este estudo teve como finalidade elaborar ricotas com diferentes concentrações de óleo essencial de orégano (OEO) e de especiarias de acordo com um planejamento experimental fatorial completo, buscando avaliar o efeito destes frente a micro-organismos indicadores de contaminação e deteriorantes, durante a vida de prateleira do produto assim como, o acompanhamento das características físico-químicas das formulações. Os resultados das análises microbiológicas demonstraram eficácia do óleo essencial de orégano em inibir o crescimento microbiano, principalmente de bolores e leveduras nas ricotas elaboradas com óleo essencial e especiarias, quando comparadas a formulação da ricota padrão (sem adição de óleo essencial e especiarias). Nas análises físico-químicas os teores de proteína, cinzas e gordura das formulações desenvolvidas foram menores em comparação a formulação padrão

COMPARAÇÃO DE METODOLOGIAS PARA DETERMINAÇÃO DA ACIDEZ TITULÁVEL DE LEITE UHT (Ultra High Temperature), PRODUZIDOS EM DIFERENTES ESTAÇÕES DO ANO

O leite é um meio natural para crescimento de micro-organismos, neste sentido, a análise de acidez é considerada um teste de qualidade higiênico-sanitário e prova de rotina na indústria de lácteos. Segundo as metodologias descritas na normativa n° 68 como método A e método B, resultam na acidez em ºDornic, com isso o objetivo visa comparar os métodos e verificar se há influência das estações do ano nos resultados de acidez para o leite UHT (Ultra High Temperature) integral, semidesnatado e desnatado, totalizando 511 litros analisados. Todos os leites avaliados apresentaram acidez titulável entre a faixa estabelecida pela legislação (14 a 18 °D). Os resultados desta pesquisa indicaram haver diferença entre os valores de acidez mensurados pelos métodos A e B, sendo os menores valores de acidez obtidos pelo método B para o leite integral no outono, e desnatado e semidesnatado no verão

Evaluation of whey permeate obtained through nanofiltration for the formulation sports drinks/ Avaliação do permeado de soro obtido por nanofiltração para a formulação de bebidas esportivas

Whey derives from cheese production and is used either in its original form or concentrated in dairy drinks and food products. The whey concentration process generates permeate, which is composed of water and minerals. An alternative for the use of whey permeate is in beverage products. Then, it is important to evaluate its physicochemical properties and sensory aspects of sports drinks formulated with this waste. Different sodium concentrations (0,024, 0,030 and 0,40%) were tested and the intermediate concentration achieved the best results in terms of osmolality in accordance with the standard of current legislation. For the sensory analysis, different concentrations of lemon flavor (0,02, 0,04 and 0,06%) were used, all of which differed significantly (p<0,05) from the commercial sports drink, but the 0,02% concentration had the smallest difference (1,47). The present findings demonstrate the potential of use of whey permeate obtained from nanofiltration for the formulation of sports drinks.

Effect of fat and thickener on physicochemical, textural and sensory properties of lactose-free Petit-Suisse cheese made from sheep milk / Efeito da gordura e do espessante nas propriedades físico-químicas, texturais e sensoriais do queijo Petit-Suisse sem lactose feito de leite de ovelha

The aim of this study was to develop a Petit-Suisse cheese with different concentrations of fat and thickener using a differentiated milk matrix: sheep milk. A central composite design was used to analyze the effects of fat and thickener concentrations on the properties of the cheese. Fat exerted an influence on ash (1.20 to 1.50%) and pH (5.46 to 5.78). Fat and thickener affected elasticity, firmness and gumminess. The quantitative descriptive analysis revealed that the best formulation was 8% fat and 1% thickener. Petit-Suisse cheese made from lactose-free sheep milk is viable with medium concentrations of fat and thickener

Avaliação do efeito da adição de transglutaminase na sinerese e atributos reológicos do iogurte de leite ovino com calda de mamão (Carica papaya L.)

O iogurte de leite de ovelha apresenta características singulares, devido ao elevado teor de sólidos, além disso, possui moléculas de gordura menores e facilmente digeríveis. Buscando melhorar a aceitação desse produto, a adição de caldas com frutas frescas, como o mamão, é uma alternativa à agregação de valor a um produto. As propriedades tecnológicas do iogurte destaca-se a sinerese, característica desfavorável do produto, a qual pode ser controlada, entre várias formas, pela adição da enzima transglutaminase, pois esta possui a capacidade de unir quimicamente a matriz protéica do leite, evitando que o gel libere líquidos. Avaliou-se a adição da enzima transglutaminase (ACTIVA YG - Ajinomoto) ao iogurte de leite de ovelha com calda de mamão em duas concentrações: 1U/g e 3U/g de proteína de leite ovino, com o intuito de avaliar sua influência nas características físicas, químicas e reológicas no produto final.Os resultados indicaram que a concentração de 1U/g apresentou melhor controle da sinerese (7,64%)do iogurte de leite ovino com calda de mamão se comparado a amostra controle, sem adição da enzima (13,66%), indicando ser uma possível alternativa para a redução da sinerese no iogurte avaliado. Além disso, o tratamento com concentração de enzima de 1U/g apresentou resultados satisfatórios no quesito firmeza (205,0 g), comparados à amostra sem adição da enzima (112,5 g), a amostra com concentração de 3U/g (122,5 g)

Elaboração e caracterização de biscoito tipo sequilho com farinha de amaranto, milho e arroz/Preparation and characterization of biscuit type sequilho with amaranth flour, maize and rice

A utilização das farinhas mistas para a fabricação de biscoitos é crescente, já que este produto é aceito e consumido por pessoas de qualquer idade e tem um grande poder atrativo. O objetivo do presente estudo foi desenvolver e avaliar os efeitos da adição de farinhas mistas (amaranto, milho e arroz) nas características de qualidade do biscoito “Tipo Sequilhos” isento de glúten. Na elaboração das formulações empregou-se metodologia de planejamento de experimentos variando-se a concentração de farinha de amaranto (0 a 140 g/300g farinha mista), milho (0 a 200 g/300g farinha mista) e arroz (11 a 250 g/300g farinha mista). As características de qualidade avaliadas nas formulações foram os teores de proteína, lipídios, carboidratos, fibra alimentar, sabor e aceitabilidade. A formulação de biscoito tipo Sequilho isento de glúten, com 140 g de farinha de amaranto, 100 g de farinha de milho e 60 g de farinha arroz, apresentou um incremento no valor nutricional e gerou produtos de aceitabilidade sensorial, contribuindo para a difusão do amaranto no país