Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

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Produção de Proteínas e Aminoácidos de Origem Microbiana, e Aplicação de Enzimas

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Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

  1. 1. PRODUÇÃO DE PROTEÍNAS E AMINOÁCIDOS DE ORIGEM MICROBIANA, E APLICAÇÃO DE ENZIMAS Luciane, Mani, Rianne e Samara
  2. 2. Introdução  Microrganismos são explorados por processos fermentativos na produção de metabólitos, com grande valor econômico:  Vitaminas;  Enzimas;  Biomassa microbiana: alternativa eficaz na obtenção de fontes proteicas.
  3. 3. Proteínas  Macromoléculas nitrogenadas essenciais para o desenvolvimento, crescimento e manutenção das funções celulares;  Combinação entre 20 aminoácidos, com ligações peptídicas;
  4. 4. Proteínas  Podem se apresentar como enzimas:  Vantagem em processos industriais.  Valor nutritivo interligado a sua composição de aminoácidos, a disponibilidade e digestibilidade.
  5. 5. Proteína Microbiana  Single cell protein (SPC);  Potenciais fontes proteicas;  Cultivo em grande escala;  Ração de animais e fonte nutricional humana;  Provém de: leveduras (Candida, Hansenula, Pichia, Torulopsis e Saccharomyces), algas (Spirulina ), bactérias (Cellulomonas e Alcaligenes )e fungos (Aspergillus, Trichoderma, Penicillium).
  6. 6. Proteína Microbiana Possui a capacidade de ser usada como um ingrediente funcional, possibilitando aos alimentos a aquisição de propriedades desejáveis, as quais cita-se a palatabilidade, textura, formação de espuma, retenção de água e de gordura, dentre outras características (LITCHFIELD, 1983).
  7. 7. Composição Celular dos Microrganismos
  8. 8. Fatores para Escolha do Microrganismo  Velocidade específica de crescimento;  Tipo de biorreator e de processo;  Substrato utilizado;  Rendimento;  Requerimentos de esterilidade,;  Temperatura;  pH;  Produção de toxinas;  Valor nutritivo das células obtidas;  Métodos de recuperação das biomassas.
  9. 9. Emprego da Proteína  Produção de aves e suínos, na indústria alimentar;  Tem papel importante na conversão alimentar, qualidade da carcaça e no ganho de peso dos animais;  Empregada na ração.
  10. 10. Proteína Degradável no Rúmen  Ruminantes: bovinos, ovinos, caprinos, bubalinos, girafas e veados;  Simbiose com bactérias;  Flora microbiana - quebra da celulose;  Fundamental para produtividade;
  11. 11. Proteína Degradável no Rúmen  Suprimento de aminoácidos a partir da proteína microbiana é fundamental para o metabolismo proteico dos ruminantes;  Ptnas degradáveis no rúmen em excesso podem ser prejudiciais;  Animal perde a produtividade.  Ptna não degradável no rúmen (ex: farelo de soja tostado), passa direto para o duodeno.
  12. 12. Marcadores Microbianos - DAPA  Aminoácido - ácido diaminopimélico;  Presente somente em bactérias;  Indicador microbiano utilizado para estimar a síntese de proteína microbiana.
  13. 13. Marcadores Microbianos - D- ALANINA  Constituinte da parede celular microbiana;  Não é detectada nos alimentos;  Presente em maior concentração nas bactérias que o DAPA.
  14. 14. Marcadores Microbianos - 35S  Incorporado durante a síntese de novo dos aminoácidos sulfurados, cistina e metionina;  Apresenta baixo risco ambiental e de perigo a saúde humana;  Mas é acumulado nos tecidos e secretado no leite, não podendo ser consumido.
  15. 15. Marcadores Microbianos - 15N  Amplamente utilizado para determinar a produção microbiana;  Isótopo estável, de baixo risco ambiental e baixo custo;  Marca todos os pools de N microbiano;  Não é encontrado naturalmente na proteína dos alimentos;  Não marca a proteína do animal.
  16. 16. Marcadores Microbianos - RNA  Altas concentrações nos organismo unicelulares;  A maioria dos alimentos apresenta baixa concentração;  Fluxo duodenal de RNA é predominantemente de origem microbiana;  Não apropriado como indicador em animais que recebem farinha também de origem animal.
  17. 17. Enzimas e Suas Aplicações  Catalisadoras de reações químicas;  Essenciais para o sistema metabólico de todos os organismos vivos;  Papel fundamental na degradação da matéria orgânica e deterioração dos alimentos;  Presentes na natureza, nosso organismo, ambiente e em todos os seres vivos.
  18. 18. Enzimas e Suas Aplicações  Amplamente utilizadas por indústrias: farmacêutica, saponácea, láctea, etc;  Fatores que influem sobre a eficiência da ação enzimática:  Concentração de substrato;  pH;  Temperatura.
  19. 19. Fontes e Variedades de Enzimas para Alimentos  Tradicionais: tecidos de plantas e animais;  Tendência para a produção de enzimas alimentícias provenientes de alternativas microbianas incluindo OGM;  Quimosina (extraída do abomaso) é substituída em pela mesma enzima produzida na fermentação de leveduras e fungos contendo genes clonados de quimosina;
  20. 20. Enzimas Derivadas de Microrganismos e utilizadas na fabricação de alimentos
  21. 21. Enzimas Derivadas de Microrganismos e utilizadas na fabricação de alimentos
  22. 22. Fontes e Variedades de Enzimas para Alimentos
  23. 23. Fontes e Variedades de Enzimas para Alimentos  Proteinases, lipases animais, sendo gradualmente substituída por enzimas equivalentes de origem microbiana;  Usadas na tecnologia de alimentos: provenientes de microrganismos especialmente selecionados ou geneticamente modificados, cultivados em fermentadores de escala industrial;  Vantagens logísticas e comerciais.
  24. 24. Produção de Enzimas Microbianas  Evitam problemas oriundos de doenças em população animal e de plantas;  Rápido crescimento dos microrganismos;  Facilidade de manipulação genética;  Independem de características sazonais;  Processos fermentativos;
  25. 25. Métodos para Produção de Enzimas Microbianas  Tratamento da matéria prima;  Preparo de meios para o inoculo e produção;  Esterilização;  Transformação do substrato em produto por via bioquímica;  Separação;  Concentração;  Purificação.
  26. 26. Produção de Enzimas Microbianas
  27. 27. Conclusão  Proteínas, aminoácidos e enzimas de origem microbiana, vieram para minimizar o trabalho árduo com espécies de animais e vegetais, na obtenção destes. Os estudos nesta área vêm crescendo cada vez mais, uma vez que os métodos são mais práticos.
  28. 28. Referências  BERGEN, W.G. & WU, G. Intestinal nitrogen recycling and utilization in health and disease. Journal of Nutrition, v. 139, n. 5, p. 821-825, 2009.  KONLANI, S.; DELGENES, J. P.; MOLETTA, R.; TRAORE, A.; DOH, A. Optimization of cell yield of Candida krusei SO1 and Saccharomyces sp. LK3G cultured in sorghum hydrolysate. Bioresource Technology, v.57, n.3, p.275- 281,1996.  LITCHFIELD, J. H. Single-cell proteins. Science, v.219, p.740-746, 1983.  NATIONAL RESEARCH COUNCIL – NRC. Nutrients requirements of swine. 11 ed. Washington, D.C., 2012.
  29. 29. Referências  ROSTAGNO, H.S.; BÜNZEN, S.; SAKOMURA, N.K.; ALBINO, L.F.T. Avanços metodológicos na avaliação de alimentos e de exigências nutricionais para aves e suínos. Revista Brasileira de Zootecnia, v.36, p. 295-304, 2007.  VAN, T.A.T.; KIM, I. B.; JANSMAN, A.J.M.; VERSTEGEN, M.W.A.; HANCOCK, J.D.; LEE, D.J.; GABERT, V.M.; ALBIN, D.M.; FAHEY, G.C.; GRIESHOP, C.M.; MAHAN, D. 2002. Regional and processor variation in the ileal digestible amino acid content of soybean meals measured in growing swine. Journal of Animal Science, v. 80: 429-439, 2002.  VILLAS BÔAS, S. G.; ESPOSITO, E.; MITCHELL, D. A. Microbial conversion of lignocellulosic residues for production of animal feeds. Animal Feed Science and Technology, v.98, p.1-12, 2002ª  http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/tecnologia_de_alimentos/arvo re/CONT000fid5sgif02wyiv80z4s473v6o7sud.html

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