Concentration and fractionation by membranes of spent brewer's yeast protein hydrolysates = Concentração e fracionamento por membranas de hidrolisados proteicos de levedura residual cervejeira
Gabriela Vollet Marson
TESE
Inglês
T/UNICAMP M359c
[Concentração e fracionamento por membranas de hidrolisados proteicos de levedura residual cervejeira]
Campinas, SP : [s.n.], 2020.
1 recurso online (217 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientadores: Miriam Dupas Hubinger, Marie-Pierre Marcelle Belleville e Mariana Teixeira da Costa Machado
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Université de Montpellier
Resumo: A valorização de subprodutos agroindustriais e a busca de fontes alternativas de proteínas para a produção de peptídeos são de grande importância. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um processo capaz de obter frações ricas em peptídeos bioativos a partir do subproduto da fabricação de...
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Resumo: A valorização de subprodutos agroindustriais e a busca de fontes alternativas de proteínas para a produção de peptídeos são de grande importância. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um processo capaz de obter frações ricas em peptídeos bioativos a partir do subproduto da fabricação de cerveja denominado "levedura residual cervejeira". A motivação deste tema de pesquisa baseia-se na crescente demanda pela reutilização de subprodutos agroindustriais e na produção de peptídeos bioativos usando tecnologias limpas e eficientes. A levedura residual cervejeira foi coletada após a maturação da cerveja e submetida a métodos de rompimento da parede celular. A autólise, a moagem com esferas de vidro e a hidrólise enzimática usando Brauzyn foram comparadas, e a hidrólise enzimática apresentou maior recuperação de proteínas e maior atividade antioxidante. Um processo para promover simultaneamente a ruptura da parede celular e a produção de peptídeos foi proposto usando um plano de misturas empregando Brauzyn, Protamex e Alcalase (pH 7,0, 50 ?C, 2000 U g-1 por 2 h), reduzindo o número de etapas necessárias para processamento de levedura residual cervejeira. As características dos hidrolisados proteicos foram moduladas pela proporção de enzimas utilizada, alterando a quantidade de resíduos hidrofóbicos liberados, o grau de hidrólise, as propriedades antioxidantes, ao grau de escurecimento e o rendimento de sólidos e peptídeos. A separação por membranas do hidrolisado proteico de composição complexa foi estudada primeiramente utilizando membranas poliméricas de celulose regenerada e poliétersulfona e então com membranas cerâmicas. Observou-se uma menor suscetibilidade à incrustação em superfícies hidrofílicas e para valores de pH da alimentação mais altos. Os resultados confirmaram que os principais compostos do hidrolisado de proteína de levedura residual cervejeira responsáveis pela incrustação são peptídeos, que se adsorvem facilmente à superfície da membrana. O fracionamento em várias etapas usando membranas cerâmicas de 50 a 1 kg mol-1 de massa molecular de corte foi capaz de separar peptídeos bioativos dos açúcares totais e dos ácidos ribonucleicos. Os peptídeos de levedura cervejeira apresentaram atividade antioxidante por diferentes mecanismos, atividade antidiabética (inibição da alfa-glucosidase e alfa-amilase) e atividade anti-Alzheimer (inibição da acetilcolinesterase). O processamento sequencial de levedura residual cervejeira usando hidrólise enzimática e tecnologia de separação por membranas foi capaz de recuperar peptídeos com múltiplas atividades biológicas, de um resíduo subutilizado, proveniente da fabricação de cerveja. As frações produzidas representam uma alternativa como ingredientes ricos em peptídeos para aplicação nas indústrias alimentícia e farmacêutica
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Abstract: The valorisation of agro-industrial by-products and the search for alternative sources of protein to produce peptides are of great importance. This work proposes the development of a process enabling the production of fractions rich in bioactive peptides from the by-product from brewing...
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Abstract: The valorisation of agro-industrial by-products and the search for alternative sources of protein to produce peptides are of great importance. This work proposes the development of a process enabling the production of fractions rich in bioactive peptides from the by-product from brewing called "spent brewer's yeast". The motivation of this subject of research is based on the increasing demand to reuse agro-industrial by-products such as spent yeasts and on the production bioactive peptides using clean and efficient technologies. Spent brewer's yeast slurry was collected after maturation and was submitted to cell wall disruption methods. Autolysis, glass bead milling and enzymatic hydrolysis using Brauzyn were compared, and enzymatic hydrolysis presented a higher protein recovery and improved antioxidant activity. A simultaneous cell wall disruption and peptide production was proposed using a mixture design employing Brauzyn, Protamex and Alcalase (pH 7.0, 50 ?C, 2000 U g-1 for 2 h), being able to reduce steps during the processing of spent brewer's yeast. Protein hydrolysates characteristics varied with the proportion of enzymes used, changing the extent of the release of hydrophobic residues, the degree of hydrolysis, antioxidant properties, browning extent and yield of solids and peptides. Membrane separation of the complex protein hydrolysate was studied firstly using polymeric membranes of regenerated cellulose and polyethersulfone and then in ceramic ones. A smaller susceptibility to fouling was observed for more hydrophilic surfaces, and at higher feed pH values. Results confirmed that the main foulants during ultrafiltration of spent brewer's yeast protein hydrolysate are peptides that adsorb easily onto the membrane surface. Fractionation using ceramic membranes of 50-1 kg mol-1 of molecular weight cut-off was able to separate multi-active peptides from total sugars and ribonucleic acids. Spent brewer's yeast peptides presented antioxidant activity by different mechanisms, in vitro anti-diabetic activity (inhibition of alpha-glucosidase and alpha-amylase) and anti-Alzheimer activity (inhibition of acetylcholinesterase). Sequential processing of spent brewer's yeast using enzymatic and membrane separation technologies was able to recover peptides with multiple bio-activities from an underused by-product from brewing. Fractions produced represent an alternative as peptide-rich ingredients in the food and pharmaceutical industries
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Aberto
Hubinger, Miriam Dupas, 1957-
Orientador
Belleville, Marie-Pierre Marcelle
Orientador
Machado, Mariana Teixeira da Costa, 1985-
Coorientador
Chevalier-Lucia, Dominique
Avaliador
Froidevaux, Rénato
Avaliador
Scheer, Agnes de Paula
Avaliador
Luccio, Marco Di
Avaliador
Tavares, Guilherme Miranda, 1988-
Avaliador
Concentration and fractionation by membranes of spent brewer's yeast protein hydrolysates = Concentração e fracionamento por membranas de hidrolisados proteicos de levedura residual cervejeira
Gabriela Vollet Marson
Concentration and fractionation by membranes of spent brewer's yeast protein hydrolysates = Concentração e fracionamento por membranas de hidrolisados proteicos de levedura residual cervejeira
Gabriela Vollet Marson