Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos

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PPGCTA - Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos

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Subject: search.filters.subject.Otimização

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    Otimização dos parâmetros fermentativos para a produção de exopolissacarídeo microbiano
    (UFVJM, 2023) Santos, Patrícia Natalina dos; Molina, Gustavo; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Molina, Gustavo; Benassi, Vivian Machado; Michelon, Mariano
    Os exopolissacarídeos (EPS) são polímeros presentes no meio extracelular, e podem apresentar características bioadevisas, espessantes, estabilizantes, prébióticas, emulsificantes, gelificantes, além de serem considerados biossolventes e biofloculantes. Sua obtenção pode ser oriunda de processos de extração, cuja extração ocorre diretamente das fontes vegetais ou por meio de processos fermentativos, em que a biossíntese ocorre a partir de microrganismos. Devido às limitações associados aos métodos de extração, tais como as sazonalidade e disponibilidade das fontes vegetais utilizadas, os métodos biotecnológicos se destacam como alternativa para suprir as deficiências associadas ao método supracitado, contudo, ferramentas estatísticas para a otimização se fazem necessárias para maximizar a produção de compostos bioativos. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi ativar, sintetizar e identificar a linhagem LBA-814. Subsequentemente, otimizar os parâmetros fermentativos com intuito de maximizar a produção de EPS, utilizando Delineamento Composto Central Rotacional e a Metodologia de Superfície de Respostas como ferramenta estatística. Realizou-se a identificação molecular e filogenética da bactéria LBA-814, além das melhores condições de cultivo. Os parâmetros analisados foram o meio de cultivo, parâmetros de processo e tempo de maior produção de EPS. Identificou-se que a cepa pertence ao gênero Bacillus sp., cuja máxima produção de EPS foi no início do processo fermentativo, atingindo 10,57 g/L de EPS em apenas 8 horas após inoculação, quando utilizou sacarose como fonte de carbono no meio YEPG com adição de sais (K2HPO4 e MgSO4.7H2O) ao meio submerso, à 30°C e 150 rpm. Foi alcançada a concentração de 51,4 g/L de EPS, sob o meio otimizado, indicando que a reprodutividade dos dados foi satisfatória. Desse modo, com base nos dados obtidos foi possível elevar em 81 % a produção de EPS (55,9 g/L) em relação ao processo não otimizado (10,57 g/L), utilizando as condições de cultivo e de processo preditos. Conclui-se que os resultados foram satisfatórios para o processo avaliado, e que a otimização favoreceu melhores rendimentos, ou melhor, alcançou maiores concentrações de EPS.
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    Elaboração de barra de cereal com a utilização de casca de jabuticaba e colágeno hidrolisado
    (UFVJM, 2020) Rodrigues, Renata Cristina; Pinto, Nísia Andrade Villela Dessimoni; Molina, Franciele Maria Pelissari; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Pinto, Nísia Andrade Villela Dessimoni; Schmiele, Márcio; Rocha, Larissa de Oliveira Ferreira
    A indústria alimentícia é a que mais lança produtos diferenciados no mercado, oferecendo aos consumidores uma ampla variedade de alimentos. Então, começou a investir em pesquisas voltadas ao desenvolvimento de novas formulações de barras de cereais que atendessem às demandas do mercado. Dessa forma, uma infinidade de alimentos com funcionalidade tecnológica e econômica podem ser considerados para a elaboração de barras de cereais, como exemplo os produtos formulados à partir de ingredientes bioativos como a casca de jabuticaba, a aveia com alto teor de fibra solúvel, os flocos de arroz rico em carboidratos, o colágeno hidrolisado que contém aminoácidos essenciais e o xarope de glicose que serve como ligante. Produtos como casca jabuticaba, aveia e o colágeno hidrolisado demonstraram ter efeitos positivos na proteção de doenças, além de fornecerem alto valor nutricional a dieta. Com base nisso, o objetivo geral do estudo foi investigar o efeito da substituição de casca de jabuticaba e colágeno hidrolisado na elaboração de barras de cereais e determinar a melhor formulação, através da otimização, assim como analisá-las sensorialmente quanto à aceitação e preferência. Os resultados demonstraram que houve eficácia da metodologia empregada na otimização das condições de formulação para elaboração das barras de cereais, e boa aceitação na analise sensorial verificando que a formulação com casca de jabuticaba foi a que apresentou melhor aceitação e preferência por parte dos consumidores, com elevada intenção de compra, com tendência promissora a comercialização.
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    Bioprospecção de microrganismos de frutas brasileiras para a produção de exopolissacarídeos
    (UFVJM, 2018) Barcelos, Mayara Caroline Souto de; Molina, Gustavo; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Molina, Gustavo; Ramos, Cíntia Lacerda; Rocha, Larissa de Oliveira Ferreira
    A bioprospecção é tida como a principal forma de descobrimento de linhagens microbianas e bioprodutos de interesse industrial. Devido à grande biodiversidade encontrada em frutas brasileiras, estas oferecem potencial ilimitado para descoberta de biocatalisadores com características e propriedades únicas. Polissacarídeos microbianos, especialmente exopolissacarídeos (EPS) constituem um importante grupo de moléculas industrialmente relevantes com variadas estruturas e propriedades, sendo utilizados em diversos setores industriais como indústria de alimentos, química, médica e farmacêutica. A grande diversidade e facilidade de alteração da composição e propriedade dos EPS tornam essas moléculas ainda mais interessantes, já que a descoberta de novas linhagens produtoras e consequentemente, novos compostos, levam ao desenvolvimento de novos bioprocessos capazes de suprir demandas industrias como baixo custo, alto rendimento e ampla faixa de aplicação em diversos setores. Neste trabalho, 25 linhagens de microrganismos foram isoladas das frutas brasileiras jatoba (Hymenaea courbaril), jabuticaba (Plinia cauliflora), lobeira (Solanum lycocarpum), morango (Fragaria × ananassa) e manga (Mangifera indica). Dentre essas, uma linhagem foi capaz de produzir EPS. Esta linhagem, isolada da lobeira, foi submetida a um processo fermentativo a 30°C, 150 rpm e meio YM durante 48 horas, alcançando 0,95 g/L de EPS após 32 horas de processo. O comportamento e habilidade de produção de EPS desta linhagem foi ainda avaliado utilizando três diferentes fontes de carbono (glicose, frutose e lactose) nas mesmas condições de incubação. O microrganismo isolado apresentou curvas de crescimento semelhantes para todas as fontes de carbono testadas, porém diferenças significativas para a produção de EPS foram observadas, indicando diferentes capacidades metabólicas quando diferentes fontes de carbono são utilizadas. Crescimento variando de 2,81 a 4,49 g/L de biomassa seca, e produção de EPS em torno de 1 g/L para todas as fontes de carbono testadas foram observadas. A linhagem isolada foi caracterizada por análise sequencial e filogenética do gene 16s do RNA ribossomal, sendo identificada como Kosakonia cowanii, anteriormente conhecida como Enterobacter cowanii, uma bactéria gram-negativa. Com o objetivo de obter incrementos na produção e analisar como a composição de meio e as condições de processo interferem na produção de EPS, uma otimização foi conduzida utilizando ferramentas estatísticas. Dentre as variáveis analisadas, temperatura, agitação e glicose foram as mais influentes, tendo como ótimas as condições de 28°C, agitação acima de 250 rpm, e concentração de glicose de 38%, alcançando uma produção de 17,37 g/L. Até o presente momento, não existem relatos da Kosakonia cowanii como linhagem produtora de EPS. Pesquisas futuras ainda são necessárias quanto a caracterização do EPS produzido (composição, propriedades reológicas e toxicologia) e quanto a outros componentes do meio de cultivo para entendimento total do processo de produção de EPS pela bactéria Kosakonia cowanii.
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    Produção e caracterização de filmes biodegradáveis de amido e farinha de fruta-de-lobo (Solanum lycocarpum A. St.-Hil)
    (UFVJM, 2018) Louzada, Ludmilla Batista; Pelissari, Franciele Maria; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Pelissari, Franciele Maria; Tibolla, Heloisa; Silveira, João Vinícios Wirbitzki da; Cardoso, Giselle Pereira
    No sentido de atender as demandas ambientais que surgiram a partir do impacto de embalagens produzidas por polímeros convencionais, nas últimas décadas, tem-se estimulado a pesquisa para viabilizar a substituição destes materiais por produtos que além de serem biodegradáveis provenham de fontes renováveis. Devido à alta concentração de amido, componente responsável pela formação da matriz polimérica, uma fonte promissora e não convencional para a elaboração de filmes biodegradáveis é a fruta-de-lobo (Solanum lycocarpum A. St.-Hil), proveniente da região do Cerrado brasileiro. O presente trabalho teve como objetivo estudar o potencial do amido e da farinha de fruta-de-lobo para a elaboração de filmes biodegradáveis. Não há relatos na literatura sobre o emprego da farinha na produção de filmes, o que comprova o grande caráter inovador desta pesquisa. Para isso, o amido e a farinha foram extraídos da fruta-de-lobo e caracterizados. Em seguida foi determinada a influência das condições de processo (concentração de glicerol: Cg, temperatura de processo: Tp e temperatura de secagem: Ts) sobre as propriedades dos filmes de farinha de fruta-de-lobo, empregando um delineamento composto central rotacional (23). As variáveis respostas analisadas neste delineamento foram as propriedades mecânicas e solubilidade em água dos filmes. Ambas matérias-primas apresentaram considerável conteúdo de carboidratos (87,3 e 61,7%, para o amido e a farinha), além de fibras, proteínas e lipídeos. No geral, os filmes de farinha de fruta-de-lobo exibiram transparência, uma superfície homogênea sem bolhas ou rachaduras, bem como boas características de manuseio. A espessura dos filmes variou de 0,11 a 0,28 mm. A variável Cg foi a que mais afetou a solubilidade em água dos filmes. De fato, filmes com maior concentração de plastificante em sua composição foram mais solúveis quando comparados com aqueles com Cg inferior, resultado do alto caráter higroscópico do glicerol. O uso de altas temperaturas de processo (82,5 – 90 ºC) e temperaturas de secagem mais brandas (40 – 55 ºC) favoreceram a formação de filmes com maior tensão na ruptura e elongação. Ao analisar o efeito da Cg sob as propriedades mecânicas dos filmes, observou-se que conforme o aumento do teor de plastificante, os filmes tornaram-se mais flexíveis (maior elongação) e menos rígidos (menor tensão e o módulo de Young). Além disso, foi realizado um estudo comparativo entre os filmes de farinha e amido de fruta-de-lobo. Filmes elaborados a partir de amido se mostraram mais rígidos porém menos flexíveis que os filmes de farinha, sendo este comportamento de acordo com a composição centesimal das matérias-primas. Desta forma, a farinha e o amido de fruta-de-lobo parece ser um material muito promissor para produção de filmes e coberturas biodegradáveis.
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    Seleção de biocatalisadores com potencial para a produção de exopolissacarídeo
    (UFVJM, 2018) Silveira, Bianca Marise Pereira e; Molina, Gustavo; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Molina, Gustavo; Schmiele, Marcio; Oliveira, Danilo Bretas de
    O objetivo desse estudo foi isolar micro-organismos de fontes naturais do Cerrado e avaliar o seu potencial na produção de exopolissacarídeos (EPS), e assim otimizar o seu processo biotecnológico e investigar as propriedades estruturais associadas ao polissacarídeo estudado. Deste modo, o estudo se iniciou com 59 micro-organismos (bactérias, leveduras e fungos filamentosos) isolados dos frutos pertencentes ao Cerrado brasileiro: gravatá (Bromelia pinguan), cajá manga (Spondias dulcis), abiu (Pouteria caimito) e pau-de-colher (Tabernaemontana laeta). Dentre esses, 17% apresentaram potencial para a produção de EPS, sendo selecionada a linhagem LBA-328, a qual alcançou uma produção máxima de 1,2 g/L após 2 horas de processo a 30ºC e 150 rpm. Com o intuito de aumentar a produção de EPS pela linhagem selecionada, avaliou-se diferentes parâmetros do processo fermentativo, por meio da seleção fonte de carbono de melhor assimilação e da otimização das condições de meio de cultivo e processo. A sacarose foi a fonte de carbono de melhor assimilação pela linhagem e apenas três componentes do meio de cultivo (fosfato de potássio bibásico, sulfato de magnésio heptahidratado e extrato de levedura) demonstraram influência significativa no processo de otimização do meio de cultivo (p < 0,05). Os parâmetros de otimização de processo avaliados não resultaram em um aumento de produção, contudo observou-se o favorecimento da produção do EPS (aumento de 3% em relação a otimização de meio de cultivo) em sistemas em batelada alimentada. A presença de aeração no sistema poderia ser uma alternativa para elevar a produtividade do processo, sendo interessante a otimização em biorreatores, onde poder-se-ia ter melhor controle desse parâmetro. O exopolissacarídeo sintetizado pela linhagem LBA-328 foi caracterizado de forma estrutural e morfologicamente, sendo classificado como um heteropolissacarídeo ácido não sulfatado, composto por galactose (11,5%), glicose (58,1%), xilose/manose (15,4%) e ácido glucurônico (15,0%), com grupos carboxílicos em sua constituição. Até onde se tem conhecimento, trata-se do primeiro relato da produção desse EPS por uma bactéria. Ademais, por meio dos dados obtidos, constatou-se que o EPS poderia apresentar aplicações nos setores alimentícios, biomédico e farmacêutico, entretanto, seria necessário estudos futuros nesse âmbito para maiores investigações e assim, e melhor direcionamento para a desse biopolímero.