Desenvolvimento tecnológico para produção e recuperação de bioaromas com características frutais por ceratocystis fimbriata cultivado sobre resíduos sólidos da agroindústria do café

Orientadores: Prof. Dr. Carlos Ricardo Soccol e Prof. Dr. Renato J. Sossela de FreitasTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Processos BiotecnológicosInclui referências: p. 82-87Área de concentração: AgroindústriaResumo: A agroindústria do café gera subprodutos como a casca de café em grandes quantidades. Esses resíduos constituem um grave problema ambiental uma vez que são pouco aproveitados. Neste trabalho foram testados resíduos da agroindústria do café com o objetivo de produzir aromas com características frutais via fermentação no estado sólido (FES). A produção de aromas por FES foi estudada em diferentes sistemas. Na fase inicial do trabalho, o fungo Ceratocystis fimbriata foi cultivado em sistema estático sem aeração em frascos Erlenmeyer de 250 mL. Este estudo possibilitou a seleção do melhor substrato e da melhor cepa. Numa etapa seguinte, foram otimizadas as variáveis do processo como umidade, pH, adição de glucose e complementação com solução salina. A otimização das variáveis físicas e nutricionais do processo foi realizada através de uma técnica baseada no emprego de planejamento de experimentos. A produção de aromas em sistema aerado tipo colunas de fermentação foi estudada através do cultivo do fungo sob distintas taxas de aeração. Um biorreator cilíndrico tipo tambor horizontal projetado e desenvolvido no Laboratório de Processos Biotecnológicos foi utilizado para produção de aromas em escala semi-piloto por Ceratocystis fimbriata em FES. A casca de café mostrou-se um substrato sólido adequado para a produção de aromas frutais. O melhor resultado foi obtido no cultivo de C. fimbriata em casca de café suplementada com 30% de glucose ou equivalente de solução de melaço de cana-de-açúcar, com 65% de umidade inicial e pH igual a 6,0. Foram detectados doze compostos através da análise do "headspace" por cromatografia gasosa. Identificaram-se nove compostos entre os quais etanol, acetaldeído, acetato de etila e isoamil acetato. A maior concentração de voláteis totais obtida em colunas foi 32 µmol/L/ gMS. Em experimentos no biorreator atingiu-se a concentração de 145 µmol/L/ gMS. Acetato de etila foi o composto detectado em maior quantidade. A sua presença e a de outros ésteres caracterizaram o aroma frutal dos cultivos. Estudos através da análise respirométrica do microrganismo revelaram que a produção de voláteis é parcialmente associado ao crescimento microbiano. Os compostos voláteis produzidos foram recuperados utilizando diferentes técnicas. Realizou-se a adsorção em carvão ativado e em resinas Amberlite XAD2 e Tenax durante a fermentação em colunas. O melhor resultado referente à recuperação dos voláteis foi obtido com a resina Tenax, com a qual recuperouse 67,2 µmol/L/h de voláteis totais. Com a condensação direta dos voláteis em "trap" criogênico, recuperou-se 1095,51 µmol/L/h. Com a técnica de recuperação de voláteis microencapsulados por secagem em "spray-drier" obteve-se uma concentração de 8,29 µmol/L.Abstract: Coffee husk is an agro-industrial residue of the brazilian agriculture industrialization of coffee. This residue constitue a serious environmental problem due of its inefficient uitlization. In this work, the production of fruity aromas by Ceratocystis fimbriata in solid state fermentation, using coffee husk as substrate, was studied. The results showed the feasibility of using coffee husk as substrate to produce fruity aroma. In order to test the influence of the process parameters on the culture to produce volatile metabolites, statistical experimental designs were performed. The parameters studied were pH, addition of glucose, initial water content and salt solution. At the beggining, the experiments were performed in Erlenmeyer flasks filled with coffee husk at 30 °C, with 30% of glucose, 65% of initial water content and pH 6.0. Twelve compounds have been separated by gas chromatography headspace analysis and nine were identified, among them: ethanol, acetaldehyde, ethyl acetate and isoamyl acetate. The major volatile compound in the headspace was ethyl acetate. Total volatiles concentration reached 32 µmol/L/g. Using the bioreactor, the concentration was 145 µmol/L/g. Ceratocystis fimbriata cultivated on coffee husk displayed a fruity odour due to the production of considerable amounts of isoamyl acetate and ethyl acetate. It was observed a relation between the respirometric activity of Ceratocystis fimbriata and the volatiles production. The volatiles metabolites released by the culture columns containing coffee husk, were trapped on adsorbent tubes packed with activated carbon, Amberlite XAD2 and Tenax. The total amount of volatiles recuperated by adsorption reached a concentration of 67.2 µmol/L/h using Tenax. Using a criogenic trap for directed condensation of the volatile compounds, 1095.51 µmol/L/h of volatile compounds were obtained. The maximum concentration of total volatile by microencapsulation was 8.29 µmol/L

Evaluation of antioxidant activity of the fermented product from the biotransformation of R-(+)-limonene in solid-state fermentation of orange waste by Diaporthe sp.

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Antitumorska aktivnost egzopolisaharida iz gljive Grifola frondosa, dobivenih submerznim uzgojem uz dodatak melase šećerne trske i soje kao izvora ugljika

Grifola frondosa is an edible Basidiomycete and produces exopolysaccharides (EPS) known for their antitumour activity. The objectives of this study are to produce exopolysaccharides in submerged fermentation using alternative carbon sources (sugar cane and soy molasses), and to evaluate their anti-proliferative activity against tumour cells. Exopolysaccharides were extracted by ethanol and tested against mice tumour cells, then characterized by gas chromatography. Carbon sources represent the major cost of the bioprocess, so a search for new alternatives such as agro-industrial residues is important to establish the viability on an industrial scale. Moreover, the data about the kinetics of the EPS production allow studying the optimization of the process.Grifola frondosa, jestiva gljiva iz razreda Basidiomycetes, izlučuje egzopolisaharide dokazane antitumorske aktivnosti. Svrha je ovoga rada bila submerznim uzgojem, uz dodatak alternativnih izvora ugljika (melase šećerne trske i soje), proizvesti egzopolisaharide i procijeniti njihov antiproliferativni učinak na stanice tumora. Egzopolisaharidi su izdvojeni pomoću etanola, zatim je ispitan njihov utjecaj na tumorske stanice miševa, te je plinskom kromatografijom određen njihov sastav. Budući da izvori ugljika čine glavninu troškova procesa, važno je istražiti nove, alternativne izvore, kao što su agroindustrijski otpaci, koji se mogu upotrijebiti i za industrijsku proizvodnju egzopolisaharida. Dobiveni kinetički podaci omogućuju daljnje ispitivanje optimalnih uvjeta proizvodnje egzopolisaharida

Mogućnosti primjene probiotika

Probiotics, live cells with different beneficiary characteristics, have been extensivelly studied and explored commercially in many different products in the world. Their benefits to human and animal health have been proven in hundreds of scientific research. Lactobacillus and Bifidobacterium are the main probiotic groups; however, there are reports on the probiotic potential of Pediococcus, Lactococcus, Bacillus and yeasts. Some of the identified probiotic strains exhibit powerful anti-inflammatory, antiallergic and other important properties. Apart from that, the consumption of dairy and non-dairy products stimulates the immunity in different ways. Various food matrices have been used with probiotics, which are briefly documented. In this review, the history of probiotics, their application in the health and food areas and new trends in probiotic products and processes are presented.Probiotici su žive stanice koje imaju različite pozitivne osobine, pa se intenzivno proučavaju i komercijalno primjenjuju u mnogim proizvodima diljem svijeta. U više stotina znanstvenih istraživanja dokazan je njihov pozitivan učinak na zdravlje ljudi i životinja. Glavne su skupine probiotika bakterije vrste Lactobacillus i Bifidobacterium, ali spominju se i probiotička svojstva bakterija vrsta Pediococcus, Lactococcus i Bacillus, te nekih kvasaca. Neki od identificiranih probiotičkih sojeva imaju izraženi protuupalni i antialergijski učinak, pa se konzumiranjem probiotičkih mliječnih i nemliječnih proizvoda povećava imunitet. U radu su ukratko spomenute razne namirnice što se koriste u kombinaciji s probioticima. Također je dan povijesni pregled razvoja probiotika, navedene su mogućnosti njihove primjene u prehrambenoj industriji, a i u zdravstvu, te prikazani novi pravci proizvodnje probiotičkih proizvoda

HIGH INTENSITY PULSED ELECTRIC FIELD FOR PASTEURIZATION OF LlQUID EGGS UTILlZING Staphy/ococcus aureus AS A PROCESS INDICATOR

The survival rate of Staphylococcus aureus was studied as a process indicator of the high-­intensity pulsed electric field (PEF) for pasteurization of liquid eggs. The survival rate depends upon the total time voltage treatment and intensity of the peak voltage. The pasteurization involved the applications of a short burst of high voltage to beat the eggs placed between two electrodes. Two different treatments were conducted at room temperature: 20 and 40 pulses, remaining the same conditions of electric field peak intensity of 32 kV/cm, pulse elevation time of 1.2 µs, pulse duration of 50 µs, velocity of pulse application 6/min for both tests. The requirement of energy to pasteurize samples by PEF was minimized. The PEF-treated samples kept physical, chemical, and nutritional freshness characteristics and manifested a satisfactory room temperature shelf-life.  A taxa da sobrevivência do Staphy/ococcus aureus foi estudada como indicador no processo de campo elétrico pulsado de alta freqüência (PEF) para a pasteurização de ovos líquidos. A taxa da sobrevivência depende do tempo total de tratamento sob tensão e da intensidade do pico de tensão. A pasteurização envolveu a aplicação de um pulso curto de alta tensão para atingir os ovos posicionados entre dois eletrodos. Dois tratamentos diferentes foram conduzidos em temperatura ambiente: 20 e 40 pulsos, permanecendo as condições de intensidade de pico de campo elétrico em 32 kV/cm, elevação de pulso de 1,2 IJs, duração de pulso de 50 IJs, velocidade de aplicação de pulso de 6/min para ambos os testes. A exigência de energia na pasteurização das amostras por PEF foi minimizada. As amostras tratadas por PEF mantiveram as características físico-químicas, nutricionais e de frescor, manifestando vida de prateleira satisfatória a temperatura ambiente

Isolation and screening of microorganisms with potential for biotransformation of terpenic substrates

The objective of the present work was to isolate and select strains with potential to perform the biotransformation of terpenic substrates. Microorganisms obtained from a collection culture and also isolated from a natural source of terpene substrate were tested. Seventeen strains were selected by their resistance to terpenes in potato dextrose agar containing up to 1% of limonene or α-pinene and β-pinene (1:1). Subsequently, 10 strains were selected by their capacity of using these terpenes as sole carbon source in a mineral medium. The biotransformation capacity of these strains was tested and the products obtained were identified by GC-MS