From a Pollutant Byproduct to a Feed Ingredient

The hypothesis to be tested in this chapter is that an industrial byproduct may undergo a biological treatment yielding biological treatment yielding a product with application. The objective of this chapter was to describe a study on the transformation of a fish processing wastewater into a product with potential of use in animal rearing.Cap. 23

Crescimento de Rubrivivax gelatinosus em efluente industrial de abate e processamento de tilápias

Uma das aplicações da biotecnologia em prol do desenvolvimento sustentado reside na utilização de subprodutos industriais poluentes como substratos para a produção de substâncias de interesse econômico por meio de micro-organismos. Rubrivivax gelatinosus foi cultivada em efluente de indústria de processamento de tilápias com o objetivo de se estudar os parâmetros indicativos de seu crescimento, produção de massa celular e capacidade despoluente e gerar dados para comparar a produtividade alcançada, utilizando-se duas tecnologias de recuperação da biomassa. Inicialmente, o efluente foi submetido à caracterização físico-química e microbiológica, seguido de filtração e tratamento térmico. Cultivos da bactéria realizados no efluente tratado durante 15 dias, sob anaerobiose, 32 ± 2oC e 1.400 ± 200 lux, utilizando-se inóculo em nível de 1% (v/v) e pH ajustado para 7,0, mostraram que a produção de massa celular (0,273 g L-1) e a taxa de crescimento específico (0,188 h-1) foram maiores com 72 e 48 horas de cultivo, respectivamente. Ao final do processo, o pH elevou-se para 8,2 e houve reduções de 28,72%, 38,01% e 42,75% nas concentrações de nitrogênio total e óleos e graxas e na DQO, respectivamente. Posteriormente, o cultivo foi realizado sob anaerobiose, 30 ± 5ºC e 2.000 ± 500 lux, utilizando-se inóculo de 1% (v/v) e pH de 7,0 durante 10 dias, e a recuperação da biomassa foi realizada por meio de centrifugação (processo A) e microfiltração (processo B). A produtividade e a redução da DQO foram, respectivamente, 0,043 g biomassa L-1 dia-1 e 52,51% em A e 0,079 g biomassa L-1 dia-1 e 81,25% em B. O efluente utilizado mostrou-se adequado para o crescimento da bactéria, permitiu a produção de massa celular e reduziu a carga poluente. A microfiltração tangencial foi a melhor metodologia para a obtenção da biomassa e redução da DQO.One application of biotechnology that contributes to sustainable development is the utilization of industrial byproducts as substrates for the production of substances by microorganism. Phototropic bacteria Rubrivivax gelatinosus was grown in wastewater from tilapia fish slaughter and processing industry for the assessment of growth parameters, cell mass production and organic matter utilization and to provide data for the comparison of productivity rates through the utilization of two different technologies for the biomass recovery. Initially, the effluent was characterized by physical, chemical and microbiological methods and, after that, it was filtered and heat treated in order to support the bacterial growth. Cultivation was carried out under anaerobiosis, 32 ± 2ºC and 1.400 ± 200 lux with an inoculum level at 1% and pH adjustment to 7.0 during 15 days. The results showed that the highest cell mass production (0.273 g L-1) and the highest specific growth rate (0.188 h-1) were accomplished with 72 and 48 hours, respectively. At the end of the cultivation, pH increased to 8.2, total nitrogen was reduced in 28.72%, oil and grease were reduced in 38.01% and COD decreased 42.75%. Subsequently, the bacterial cultivation was carried out under anaerobiosis, 30 ± 5ºC and 2.000 ± 500 lux with an inoculum level at 1% and pH adjustment to 7.0 during 10 days and the biomass recuperation was performed by means of centrifugation (process A) and microfiltration (process B). Productivity and COD decrease were 0.043 g biomass L-1 day-1 and 52.51% in process A and 0.079 g biomass L-1 day-1 and 81.25% in process B, respectively. The effluent used in this work was considered to be suitable for the growth of the phototropic bacteria allowing biomass production and pollutant load decrease. The cross-flow microfiltration was the best method for obtaining... (Complete abstract click electronic access below

Viabilidade econômica do processo de obtenção de biomassa pigmentante de Rubrivivax gelatinosus

effluent to assess studies on cell mass production, yield, productivity, Chemical Oxygen Demand (COD) and economic viability of a project to produce bacterial biomass on an industrial scale. Initially, different concentrations of the substrate were performed with the purpose of increasing the productivity and the biomass recovery (¼, ½ and ¾ the initial volume) using microfiltration. Cultivations was accomplished in bioreactors (50 L), at 1,500 ± 200 lux, 32 ± 2°C during 5 days. The biomass was recovery by microfiltration then freeze-dried. Later, the biomass samples were analyzed regarding to proximate composition. Thus, an analysis was developed to assess the resources necessary to estimate costs and revenue that might occur during the project operating (10 years). The main viability indicators used were the Net Present Value (NPV), the Internal Rate of Return (IRR) and the payback. The results showed greater recovery and biomass productivity in bioreactor with higher organic matter (28.61 ± 0.71 g and 0.1144 g biomass L-1 day-1). The greater COD reduction was 69.23%. Except for the lipids and proteins, whose concentrations were higher in the biomass produced in the most concentrated substrates, the other components remained the same. Regarding the economic viability, the results showed that, with a productivity of 0.085 g biomass L-1 day-1, 9.58 tons of biomass could be produced during one year. The total investment for the project was estimated in R$6,361,456.51, with an annual costs of R$ 2,366,131.38 and incomes of R$3,870,913.15. Considering these results and the viability indicators of 23.70$ 4,466,192.26 for the NPV, per annum, the project was considered feasible, providing the recovery of the invested capital within 3.98 years of activity.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Rendimento e composição centesimal do tambaqui (Colossoma macropomum) por diferentes cortes e categorias de peso

The industrial processing of tambaqui needs better standardization of cuts for greater appreciation in the current consumer market. This also includes knowledge of its composition by weight category. The objective of this study was to analyze the yield and the bromatological composition of the loin and ribs of tambaqui in distinct categories of weight. A total of 48 specimens were used to evaluate the yield of fillet, carcass, viscera and heads. The flesh was separated in loin and rib for assessments of moisture, protein, total lipids and mineral matter contents. The results showed that tambaquis with lower weight presented lower viscera yield and higher fillet yield (p <0.05). The data of centesimal composition evidenced an increase in the total lipid content in the loins of animals with more than 2,000 g of weight. In addition, higher ash content was observed in fish loins with less than 500 g of weight, possibly due to the presence of intramuscular spines in the analyzed samples. The study demonstrated differences in yield and nutritional composition that should be considered by the processing industry as strategy tools for commercialization and valorization of these species.O processamento industrial do tambaqui necessita melhor padronização de cortes para maior valorização no atual mercado consumidor. Isso inclui, também, o conhecimento da sua composição centesimal por categoria de peso. O objetivo desse estudo foi analisar o rendimento e a composição bromatológica do lombo e da costela de tambaquis em três categorias de peso vivo destinados ao abate comercial. Um total de 48 exemplares foi utilizado para avaliação dos rendimentos de filé, carcaça, vísceras e cabeças. Os filés foram separados em lombo e costela para as avaliações dos teores de umidade, proteína, lipídeos totais e matéria mineral.  Os resultados demonstraram que tambaquis com menor peso vivo apresentaram menor rendimento de vísceras e maior rendimento de filé (p<0,05). Os dados de composição centesimal evidenciaram aumento do teor de lipídeos totais no lombo dos animais com peso acima de 2.000 g. Além disso, foi observado maior conteúdo de matéria mineral nas amostras de lombo de peixes com peso inferior a 500 g, possivelmente pela existência de espinhas intramusculares nas amostras analisadas. O estudo demonstrou diferenças de rendimento e de composição nutricional que devem ser consideradas pela indústria processadora para melhor adequar a estratégia de comercialização e valorização da espécie

Comparison between freeze and spray drying to obtain powder Rubrivivax gelatinosus biomass Comparação entre a secagem por liofilização e atomização para produção de biomassa bacteriana

The use of colorants in products of animal origin is justified by the improvement in the color of foods since this attribute is considered a quality criterion. These additives can be produced using industrial effluents as substrates and appropriate organisms, such as Rubrivivax gelatinosus. Oxycarotenoids represent a class of carotenes responsible for the pigmentation of animals and vegetables. R. gelatinosus grows in fish industry effluent with the resulting production of a bacterial biomass containing oxycarotenoids. The purpose of this study was to compare the use of two drying processes - spray and freeze drying - to obtain powder biomass in terms of the process parameters (yield, productivity, and product recovery) and the product characteristics (color, proximate composition, and oxycarotenoids). No difference was detected in the yield between these techniques, while productivity was higher using spray drying. Higher product recovery and moisture were achieved with freeze drying, while ash was higher with spray drying. The freeze dried biomass was redder, darker and less saturated than the spray dried biomass. No difference in oxycarotenoids was detected between the biomasses. Although it results in lower recovery rate, spray drying was faster and more productive, and it provided the same yield as freeze drying, which makes it the method of choice for obtaining R. gelatinosus biomass.<br>O uso de corantes em produtos de origem animal justifica-se pela melhora na cor dos alimentos, uma vez que este atributo é considerado um critério de qualidade. Estes aditivos podem ser produzidos utilizando efluentes industriais como substratos e organismos adequados, como Rubrivivax gelatinosus. Oxicarotenóides representam uma classe de carotenos, responsáveis pela coloração de animais e vegetais. R. gelatinosus cresce em efluente de indústria de pescado produzindo biomassa contendo oxicarotenóides. O objetivo deste experimento foi comparar duas metodologias para obter a biomassa seca - atomização e liofilização - em relação aos parâmetros do processo (rendimento, produtividade, recuperação) e sobre as características dos produtos (cor, composição centesimal, oxicarotenóides). As técnicas não diferiram quanto ao rendimento, enquanto que a produtividade foi maior para a atomização. A maior recuperação e a maior umidade foram obtidas pela liofilização, enquanto que a concentração de cinzas foi maior com a atomização. A biomassa liofilizada foi mais vermelha, mais escura e de cor menos saturada. Não houve diferença entre os conteúdos de oxicarotenóides. Embora resulte em uma menor recuperação, a atomização foi mais rápida, mais produtiva e apresentou rendimento equivalente à liofilização, o que a torna o método de escolha para a obtenção de biomassa de R. gelatinosus