Olive pomace pretreatments to enhance its valorisation by solid-state fermentation

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Efeito dos resíduos de café seco e fermentado por Monascus ruber no metabolismo de camundongos Apo E

FUNDAMENTO: A aterosclerose é uma doença inflamatória crônica de origem multifatorial que ocorre em resposta à agressão endotelial. O fungo Monascus ruber apresenta atividade hipocolesterolêmica e polifenóis presentes no resíduo de café apresentam atividade antioxidante, podendo auxiliar na prevenção de doenças cardiovasculares. O resíduo de café possui quantidade significativa de açúcares fermentescíveis, constituindo-se em substrato apropriado para o cultivo de fungos. OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito dos resíduos de café seco e fermentado por Monascus ruber no metabolismo lipídico de camundongos knockout Apo E. MÉTODOS: O ensaio biológico foi realizado com 30 camundongos knockout para o gene Apo E, divididos em cinco grupos e submetidos a diferentes tratamentos. Foi realizada a prospecção fitoquímica e quantificação de compostos fenólicos dos resíduos fermentado e sem fermentar. O soro dos animais foi analisado utilizando kits enzimáticos e o tecido aórtico incluso em parafina e corado com H/E para realização da análise histopatológica. RESULTADOS: O resíduo de café sem fermentar 2%, em relação ao grupo controle, diminuiu em 42% o nível sérico de triacilgliceróis e em aproximadamente 41% a fração VLDL-c. Os grupos dos animais alimentados com 10% de resíduo não fermentado e 2% de resíduo fermentado diminuíram a área de lesão 10,5% e 15,4%, respectivamente, quando comparados ao controle. O resíduo fermentado apresentou um teor de compostos fenólicos superior ao resíduo não fermentado. CONCLUSÃO: O presente estudo mostra que a fermentação do resíduo de café apresenta potencial efeito benéfico sobre as doenças cardiovasculares, especialmente a aterosclerose.

Ocorrência e dosagem de açucares em algumas variedades brasileiras de feijão (Phaseolus vulgaris L.)

Os acúcares presentes em algumas variedades brasileiras de feijão de mesa (Phaseolus vulgaris L.) foram estudados por cromatografía em papel utilizando-se o seguinte par de solventes: 1) fenol-água-amônia, 80: 20: 0,5 (p/v/v) e butanol-ácido acético-água, 40: 10: 5 (v/v). As determinações quantitativas foram feitas por eluição das manchas dos cromatogramas seguidas de colorimetria. Os açúcares identificados e dosados foram rafinose, sacarose, melibiose, glucose e frutóse. Os açúcares mais abundantes foram: frutóse e glucose.

Componentes minerais e orgânicos de algumas variedades de feijão (Phaseolus vulgaris, L.)

Neste trabalho foi estudada a composição de 14 variedades de feijão de mesa comumente encontrados em nosso mercado. Os teores médios encontrados foram: umidade 11,6%, proteína, 21,5%, lipídeos 1,3%, polissacarídeos 45,2% açúcares solúveis 4,7%, cinzas 3,9%. Os aminoácidos livres também identificados e dosados variaram de 610 a 1442 mg/100 g. O conteúdo médio dos macronutrientes minerais, em percentagem foram: fósforo 0,17, potássio 1,88, cálcio 0,23, magnésio 0,24 e enxofre 2,23. Os valores médios encontrados para os micronutrientes, em ppm foram: boro 24,3, zinco 47,9, cobre 17,4, molibdênio 0,11, ferro 330,8 e manganês 17,6. Houve grande variação no teor de boro (14,2 a 73,8 ppm), molibdênio (0,02 a 0,32 ppm) e ferro (167,9 a 598,6 ppm) tendo-se mantido os demais, entre limites mais estreitos. Pelos resultados encontrados o feijão foi considerado uma boa fonte de carbohidratos e minerais (macro e micronutrientes) e uma fonte relativamente boa de proteina.

Variações diurnas no teor de carboidratos solúveis de haste e folhas de capim napier (Pennisetum purpureum, Schum)

Amostras de haste e folhas de capim Napier (Pennisetum purpureum, Schum) foram colhidas às 7, 10, 15 e 17 horas e analisadas quanto aos teores de carboidratos solúveis totais e açúcares redutores. Na haste, o teor de carboidratos solúveis totais foi mínimo às 17 horas e nas folhas não foram detectadas diferenças significativas. O teor de açúcares redutores da haste foi máxima às 15 horas e nas folhas não foram detectadas diferenças significativas. A relação açúcares redutores/carboidratos totais, praticamente, não sofreu variações durante as colheitas, tanto para haste como para folhas.

Teores de carboidratos em plântulas de algodoeiro (Gossypium hirsutum L. cv. 'IAC-17') sob ação de reguladores vegetais

Estudaram-se os efeitos da aplicação de reguladores de crescimento no peso da matéria seca, conteúdo de água, carboidratos solúveis e açúcares redutores em plantas de algodoeiro. Para se verificar a ação dos fitoreguladores, sementes de algodoeiro foram imersas durante 22 horas em soluções aquosas de cloreto (2-cloroetil) trimetilamônio (CCC) na concentração de 2000 ppm, ácido succínico -2,2-dimetilhidrazida (SADH) 4000 ppm, ácido giberélico (GA) 100 ppm, ácido indolilacético (IAA) 100 ppm e água como controle. CCC 2000 ppm reduziu o peso da matéria seca e aumentou o conteúdo de água nas folhas das plântulas de algodoeiro. Este retardador de crescimento reduziu o teor de carboidratos solúveis totais nas folhas das plantas tratadas. Ácido giberélico 100 ppm promoveu aumentos nos níveis de açúcares redutores totais nas plantas e o IAA 100 ppm reduziu o teor de açúcares redutores. carboidratos solúveis totais nas folhas das plantas tratadas. Ácido giberelico 100 ppm promoveu aumentos nos níveis de açúcares redutores totais nas plantas e o IAA 100 ppm reduziu o teor de açúcares redutores.

Ação de substâncias de crescimento nos teores de carboidratos e fenóis em soja (Glycine max cv. Davis)

Em condições de casa de vegetação, estudou-se o efeito de fitoreguladores nos teores de carboidratos solúveis totais, sacarose, glucose, frutose e fenóis totais nas folhas da planta de soja 'Davis'. Pulverização com cloreto (2-cloroetil) trimetilamonio (CCC) 2.000 ppm, ácido succínico-2,2-dimetilhidrazida (SADH) 4.000 ppm, ácido giberelico (GA) 100 ppm e ácido indolilacético (IAA) 100 ppm foi efetuada 25 dias após a semeadura. Coletando-se as folhas 43 dias após a semeadura, realizou-se a extração dos carboidratos e determinação usando-se glucose como padrão. A separação dos açúcares foi efetuada por cromatografia de papel e a quantificação pelo método de Dubois. Após a extração dos fenóis procedeu-se à determinação adotando-se catecol como padrão. Utilizou-se delineamento inteiramente casualizado com 6 repetições e comparação de médias pelo teste Tukey (5%). Verificou-se que o CCC reduziu o teor de carboidratos solúveis e de sacarose nas folhas de soja. Os fitoreguladores não alteraram os níveis de glucose e frutose, nem os teores de fenóis totais nas folhas de soja 'Davis'.

Influência de níveis de irrigação em algumas propriedades físico-químicas do morango (Fragaria hybridus)

No presente trabalho foi estudada a influência de diferentes níveis de irrigação (por gotejamento) da cultura de morango (cultivar SH-2), no teor de sólidos solúveis, açúcares redutores, pH e acidez titulável das frutas. Cinco níveis de irrigação foram testados com base no teor de evaporação do Tanque Classe A, ou seja, 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 e 1,2 de fator "f", em canteiros com 36 plantas, tendo, cada tratamento, quatro repetições. Seis colheitas foram efetuadas distanciadas cerca de 15 dias uma da outra. A análise estatística dos resultados mostram diferenças significativas nos valores de pH, de acidez titulável e de sólidos solúveis, porém sem nenhuma tendência explicável a não ser para os sólidos solúveis cujos valores foram maiores no fator 0,4 (menor reposição de água) e menores no fator 1,2. Tecnologicamente, as diferenças apresentadas são de pouca ou nenhuma significação.

Aproveitamento de um fosfato natural parcialmente solubilizado pela cultura da cana-de-açúcar: I. Cana-planta

Em um latossolo, com teor de P disponível entre baixo e médio foi instalado um ensaio destinado a comparar a eficiência de um fosfato natural parcialmente acidulado (FAPS) com a do super simples (SS) e a do fosfato de Araxá (FA) original, na cultura da cana-de-açúcar (cana-planta). Os dados obtidos mostraram que: (1) o FAPS deu uma produção que não diferiu estatisticamente da obtida com o SS, sendo superior ao FA como fonte de P2O5; (2) os dados de diagnose foliar sugerem que o FAPS e o SS funcionam como fonte de P e de S; (3) o teor de açúcares redutores no caldo aumentou em consequência da adubação fosfatada; (4) o FAPS, na dose mais alta, elevou o teor de sacarose do caldo.

Efeito da aplicação da vinhaça como fertilizante sobre os teores de ácido trans-aconítico de caldo de cana-de-açúcar (Saccharum spp)

Caldo de cana da variedade NA 56-79, em quatro estádios de maturidade (4, 6, 8 e 12 meses) fertilizada com vinhaça foi analisada para a determinação dos teores de potássio e ácido trans-aconítico. A fertilização com vinhaça provocou redução significativa nos teores de açúcares redutores totais e aumento nos teores de potássio e de ácido trans-aconítico. Uma correlação positiva significativa foi encontrada entre a produção de ácido trans-aconítico e o teor de potássio. O teor de ácido trans-aconítico foi reduzido com a maturidade das plantas.

Efeitos de reguladores de crescimento nas características organográficas e na produtividade do morangueiro 'Sequóia'

Este estudo teve por objetivo verificar a possibilidade de se melhorar a produção de pseudofrutos de morangueiro 'Sequóia' e de promover alterações morfológicas nas plantas tratadas com fitoreguladores. O experimento instalado no campo e delineado em blocos casualizados, constou de 5 tratamentos e 4 blocos, com 12 plantas por parcela. Além do controle, foram testados os reguladores vegetais ácido giberélico (GA3) e ácido naftalenoacético NAA e os bioestimulantes Ergostim e Atonik. A dose total foi de 30ppm, parcelada em 3 aplicações, a intervalos semanais, iniciadas após o inicio do florescimento. Não houve diferenças significativas entre o controle e os demais tratamentos quanto aos parâmetros organográficos estudados, embora a conformação das plantas tratadas com GA3 tenha sido alterada. A análise dos dados de produção não revelaram diferenças significativas entre o controle e os tratamentos, apesar do número de morangos produzidos pelo GA3 e pelo controle tenha sido superior ao dos demais. O peso, o comprimento e o diâmetro dos pseudofrutos não foram alterados pelos tratamentos. Foi utilizado o modelo estatístico "split-plot", a fim de detectar a interação entre os tratamentos e as épocas de produção. As épocas de produção interferiram no número e tamanho de morangos nos diferentes tratamentos. Atonik induziu mo rangos com teores mais elevados de açúcares solúveis em relação ao controle e ao Ergostim.

Aumento da produção de etanol a partir de melaço de cana-de-açúcar pela adição de benzoato

O efeito da adição de benzoato de sódio sobre a fermentação alcoólica de meio de melaço de cana-de-açúcar com 15% de açúcares redutores totais foi estudado utilizando a levedura industrial Saccharomyces cerevisiae M-300-A. Foram adicionados 7,5 miligramas de benzoato de sódio para 0,8 gramas de levedura seca durante 0, 2, 4 e 6 ciclos fermentativos. Com a adição de benzoato ocorreu aumento na produção de etanol, redução do crescimento da levedura e dos teores de glicerol e dos álcoois n-propílico, isobutílico e isoamílico. O inibidor não provocou redução da viabilidade celular e após a retirada do inibidor a levedura voltou a apresentar crescimento. Este fato sugere a possibilidade do uso do benzoato em destilarias de álcool combustível.

Considerações sobre os Thallosporados: o gênero Trichosporon: "Trichosporon minor" n. sp. produtor da piedra axilar

O autor estuda o gênero trichosporon, sob o ponto de vista da sistemática e como produtor da piedra branca e de micoses internas generalisadas do tipo gomoso. Estabelece a prioridade do termo Trichosporon, como foi descrito primeiramente, por BEHREND, devendo-se abandonar a designação posterior de Trichosporum, dada por VUILLEMIN. Estuda a distinção das duas piedras – a piedra branca ou trichosporica e a piedra negra ou asterinica. As lesões produzidas pelos dois cogumelos no pelo parasitado são consideradas como fator indispensável para a fixação do parasito no pêlo e para a formação ulterior no nódulo. Por iim descreve uma nova espécie de piedra, a piedra axilar, produzida pelo Trichosporon minor n. sp. Trichosporon minor n. sp. – cogumelo produtor da piedra axilar, formando nos cabelos desta região pequenos nódulos de coloração acinzentada, de consistência dura e tamanho variável e constituídos de células arredondadas, elíticas ou alongadas, medindo 0,5 a 4 μde diâmetro e algumas germulantes formando cadeias de dois a quatro elementos. Descola a epidermícula do cabelo, onde se fixa, sem entretanto penetrar nas camadas mais profundas. Nos meios artificiais de cultura dá colônias a princípio chatas de superfície húmida e aveludada com franjas espessas e salientes ou colônias vermiculares, ou culturas brancas, chatas, semelhantes a culturas de actinomyces. Não fermenta os açúcares; gelifica tardiamente a gelatina.

Optimização da Produção de Frutooligossacáridos por Aspergillus

Este trabalho foi proposto no âmbito do Projecto BIOLIFE – Produção de ingredientes para alimentos funcionais, em curso na BIOTEMPO, Lda desde 2004. Com este trabalho, pretendeu-se avaliar o potencial da produção de frutooligossacáridos (FOS) por Aspergillus sp, recorrendo a um sistema de fermentação descontínuo. Frutooligossacáridos (FOS) são oligossacáridos que ocorrem naturalmente em produtos de origem vegetal, tais como o tomate, cevada, cebola, banana, centeio, espargos, alcachofras, entre outros. Para além de existirem naturalmente, os FOS podem ser produzidos a partir da sacarose usando enzimas ou recorrendo a microrganismos produtores. A tecnologia de fermentação tem como vantagem face à tecnologia enzimática, actualmente a mais utilizada no mercado, o facto de evitar o passo de produção e separação das enzimas, simplificando o processo e reduzindo os custos de operação. Os FOS são prebióticos que, para além de serem compostos indigeríveis, possuem um bom poder adoçante que, apesar de inferior ao dos açúcares comuns é bastante significativo. Esta característica permite a sua utilização como adoçantes não calóricos. Adicionalmente, os prebióticos apresentam outras propriedades benéficas tais como o aumento da absorção de cálcio e magnésio, o aumento da velocidade de metabolismo dos lípidos e efeitos anticancerígenos. A produção de FOS por Aspergillus sp foi estudada recorrendo a um desenho experimental para restringir o número de experiencias requeridas num processo de optimização. Inicialmente foram efectuadas sete fermentações com o intuito de encontrar o ponto óptimo de produção de FOS. Os parâmetros de optimização utilizados foram a temperatura e a agitação. Posteriormente, foram incluídas mais quatro fermentações no referido desenho. O tratamento estatístico dos resultados conduziu a um modelo cúbico que foi posteriormente validado comprovando o seu ajuste. Concluindo, o desenho experimental permitiu obter um modelo que descreve a produção de FOS por Aspergillus sp, bem como determinar as condições para os quais o rendimento de produção de FOS é máximo.

Valorização da Drêche Cervejeira: Fermentação de Pentoses

O presente trabalho tem como objetivo a otimização da etapa de fermentação dos açúcares obtidos a partir da drêche cervejeira para produção do bioetanol através da utilização das leveduras Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NCYC 2791 como agentes fermentativos. O meio de cultura usado para manter as culturas destas leveduras foi Yeast Extract Peptone Dextrose (YEPD). O principal propósito deste trabalho foi o de encontrar alternativas aos combustíveis fósseis, pautando-se por soluções inofensivas para o meio ambiente e sustentáveis. Assim, o trabalho está dividido em quatro etapas: 1) caraterização química e biológica da drêche; 2) pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática para primeiramente quebrar as moléculas de lenhina que envolvem os polímeros de celulose e hemicelulose e em seguida romper as ligações poliméricas destas macromoléculas por ação enzimática e transforma-las em açúcares simples, respetivamente, obtendo-se então a glucose, a maltose, a xilose e a arabinose; e, por último, 3) otimização da etapa de fermentação da glucose, maltose e das pentoses que constitui a condição essencial para se chegar à síntese do bioetanol de um modo eficiente e sustentável e 4) a recuperação do bioetanol produzido por destilação fracionada. A quantificação dos açúcares libertados no processo foi feita recorrendo a análises por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Neste estudo foram identificados e quantificados cinco açúcares: Arabinose, Glucose, Maltose, Ribose e Xilose. Na etapa de pré-tratamento e hidrólise enzimática foram usados os ácidos clorídrico (HCl) e nítrico (HNO3) com a concentração de 1% (m/m), e as enzimas Glucanex 100g e Ultraflo L. Foram testadas seis condições de pré-tratamento e hidrólise enzimática, alterando os parâmetros tempo de contacto e razão enzimas/massa de drêche, respetivamente, e mantendo a temperatura (50 ºC), velocidade de agitação (75 rpm) e concentração dos ácidos (1% (m/m)). No processamento de 25 g de drêche seca com 0,5 g de Glucanex, 0,5 mL de Ultraflo e um tempo de reação de 60 minutos para as enzimas foi obtida uma eficiência de 15%, em hidrolisado com 6% da celulose. Realizou-se a fermentação do hidrolisado resultante do pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática de drêche cervejeira e de meios sintéticos preparados com os açúcares puros, usando as duas estirpes selecionadas para este estudo: Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NYCY 2791. As eficiências de fermentação dos açúcares nos meios sintéticos foram superiores a 80% para ambas as leveduras. No entanto, as eficiências de fermentação do hidrolisado da drêche foram de 45,10% Valorização da Drêche Cervejeira: Fermentação de Pentoses pela Pichia stipitis e de 36,58 para Kluyveromyces marxianus, para um tempo de fermentação de 72 horas e à temperatura de 30 °C. O rendimento teórico em álcool no hidrolisado da drêche é de 0,27 g/g, três vezes maior do que o real (0,0856 g/g), para Pichia stipitis e de 0,19 g/g seis vezes maior do que o real (0,0308 g/g), para a Kluyveromyces marxianus.