Ciência e Tecnologia de Alimentos
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Item Desenvolvimento de estratégias de purificação de lactoferrina e lactoperoxidase do soro de leite(Universidade Federal de Viçosa, 2022-02-03) Maciel, Kátia Silva; Minim, Luis Antônio; http://lattes.cnpq.br/1856426282645117Processos de purificação da lactoferrina e da lactoperoxidase têm sido relatados na literatura. No entanto, é apresentado um grande número de operações unitárias, alto custo dos suportes cromatográficos, baixa pureza e rendimento da molécula. Nesse sentido, a redução de etapas, a busca por novos adsorventes e, consequentemente, a redução de custos é crucial nesses processos. Além disso, a utilização de sistemas com maior porosidade oferecem alternativas por permitir a captura direta da molécula a partir de soluções particuladas e viscosas, sem a necessidade de tratamento prévio. Nesse sentido, estudar os parâmetros operacionais que afetam a porosidade do meio é determinante para otimizar as condições experimentais. A fim de melhor avaliar estes mecanismos, foram realizados estudos hidrodinâmicos e de capacidade adsortiva em colunas macroporosas de leito expandido e fixo, e posteriormente, a captura das proteínas alvo. Portanto, esse trabalho apresenta uma nova estratégia de purificação para as proteínas lactoferrina (Capítulo I) e lactoperoxidase (Capítulo II) a partir do soro de leite utilizando colunas de leito expandido e de criogel de afinidade, respectivamente. Os suportes cromatográficos analisados foram uma resina de troca catiônica Streamline SP XL e uma matriz polimérica esponjosa altamente interconectada ativada com p-aminobenzenosulfonamida para interação específica com a lactoferrina e a lactoperoxidase, respectivamente. Com o objetivo de avaliar a eficiência da separação das proteínas de cada processo, parâmetros de purificação foram investigados. Palavras-chave: Colunas macroporosas. Propriedades hidrodinâmicas. Capacidade adsortiva. Separação. Proteínas.Item Avaliação de resinas de troca iônica para o tratamento de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar(Universidade Federal de Viçosa, 2001-06-08) Lima, Maria Ximena Vázquez Fernández; Mancilha, Ismael Maciel de; http://lattes.cnpq.br/9522477565322456No presente trabalho avaliou-se o emprego de resinas de troca iônica quanto a sua capacidade em adsorver ácido acético, furfural e hidróximetil furfural presentes no hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-áçúcar obtido por hidrólise ácida. A metodologia empregada consistiu em determinar, inicialmente, as curvas cinéticas de adsorção para cada um destes compostos. Em seguida foram construídas as isotermas de adsorção, também para estes compostos. O mesmo procedimento foi utilizado para três diferentes tipos de resinas (A-500, A-103S e C-155S – PUROLITE®). Nos experimentos de cinética de adsorção encontrou-se que dez minutos de contato, entre a resina e o hidrolisado hemicelulósico, foram suficientes para que o equilíbrio do processo de sorção fosse atingido. Observou-se também, nos testes referentes à determinação das isotermas, que a resina que apresentou uma melhor capacidade em adsorver os compostos foi a resina aniônica A-500, visto que esta apresentou um maior valor de q - quantidade de composto adsorvido (mg) por quantidade de resina (g), para ácido acético e para hidróximetil furfural. Estes valores foram, aproximadamente: 5,7 mg· g^-1 para o ácido acético, 0,2 mg· g^-1 para o furfural e 0,57 mg· g^-1 para o hidróximetil furfural. Foi possível observar, nas condições estudadas, que a resina aniônica A-103S também adsorve ácido acético 3,9 mg· g^-1 , furfural 0,31 mg· g^-1 e hidróximetil furfural 0,3 mg· g^-1 , porém em menor quantidade que a resina A-500. No entanto, a resina catiônica C-155S, não apresentou bom desempenho para adsorver esses compostos. Os valores de q para esta resina foram, aproximadamente, 2,5mg· g^-1 para o ácido acético, 0,11 mg· g^-1 para o furfural e 0,05 mg· g^-1 para o hidróximetil furfural.Item Separação de α-lactoalbumina e β-lactoglobulina de proteínas de soro de queijo por adsorção em colunas de leito fixo(Universidade Federal de Viçosa, 2001-03-14) Ferreira, Renata Cristina; Minim, Luis Antonio; http://lattes.cnpq.br/6268031157235728A cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), em escala preparativa ou de processo, tem tido importante papel na produção de substâncias com elevado grau de pureza. Tendo em vista que a CLAE tem custo relativamente elevado e, ao mesmo tempo, é uma etapa de alta resolução e seletividade, um conhecimento abrangente de sua dinâmica é essencial aos propósitos de projeto e de operação de equipamentos. Embora existam muitos estudos sobre o processo de adsorção de proteínas puras em vários adsorventes, poucas pesquisas têm sido feitas para sistemas multicomponentes mais realísticos, como é o caso das proteínas α-lactoalbumina e β-lactoglobulina presentes no soro de queijo. Estas representam mais de 50% das proteínas do soro e 20% das proteínas totais do leite e possuem elevado valor nutricional e propriedades funcionais que permitem o seu uso como ingredientes alimentícios com capacidade para substituir outros mais caros. Neste trabalho foram analisadas, por meio de dados experimentais e de modelagem matemática, as características de transferência de massa no processo de separação de proteínas de soro de queijo em colunas de leito fixo. Inicialmente, foram determinadas as condições ótimas de adsorção, em relação aos parâmetros de pH e força iônica, utilizando a resina Accel Plus QMA®, em que se verificou que o processo de adsorção é mais sensível aos valores de força iônica mais elevados para as duas proteínas. Em seguida, a partir dos dados de cinética de adsorção em tanques agitados, foi calculada a difusividade intra- partícula das duas proteínas. Foram determinadas as isotermas de adsorção no sistema estudado. Os valores dos parâmetros qm e kd foram calculados por meio de regressão não-linear, utilizando o modelo de isoterma não-competitiva de Langmuir. Com base nos dados experimentais de adsorção em colunas, foram determinados os valores de Pe e Nu, por meio de regressão não-linear. O modelo de transferência de massa com dispersão axial (pseudo-homogêneo) descreveu, adequadamente, o processo de adsorção.Item Desenvolvimento de um adsorvente contínuo supermacroporoso de troca catiônica para recuperação de lactoferrina de soro de leite(Universidade Federal de Viçosa, 2011-11-28) Fidelis, Priscila Cardoso; Minim, Valéria Paula Rodrigues; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4761407T6; Silva, Maria do Carmo Hespanhol da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784991E3; Minim, Luis Antonio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4789633Y8; http://lattes.cnpq.br/8219194164102198; Fontes, Edimar Aparecida Filomeno; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4792339T8; Vanzela, Ellen Silva Lago; http://lattes.cnpq.br/4205562617398174As proteínas do soro têm propriedades funcionais, nutricionais e tecnológicas que promovem a sua utilização como ingredientes e suplementos. Soro doce obtido a partir de produção de queijo Minas Frescal concentrado por ultrafiltração foi usado no processo de captura da lactoferrina em adsorvente contínuo supermacroporoso. O criogel foi preparado pela crio-copolimerização de acrilamida com comonômero funcional, éter alil glicidil e o monômero reticulante N, N-metileno-bis-acrilamida em colunas de vidro (Ø 5 mm). A polimerização do trocador ácido 2-acrilamido-2-metil-1-propanosulfônico na superfície do criogel foi usada para obtenção de grupos de ligação sulfônicos, projetado para troca catiônica. As colunas monolíticas apresentaram estrutura esponjosa e uniforme com supermacroporos interconectados de tamanho variando de 10-100 μm. Os valores para a dispersão axial dentro do leito foram baixos para velocidades superficiais de 0,5 - 9 cm min-1. O coeficiente de dispersão axial aumentou exponencialmente com o aumento da velocidade superficial. Isotermas de adsorção da lactoferrina foram determinados para diferente valores de pH e força iônica. Como esperado, a capacidade da coluna diminuiu com o aumento da concentração de NaCl. A capacidade iônica foi determinada (2,24 ± 0,42 mmol SO3 g-1 criogel seco) e a capacidade média de ligação de lactoferrina do criogel foi de 136 mg mL-1 de criogel. A influência da razão de diluição, pH e vazão na adsorção de lactoferrina a partir do soro concentrado, em termos de recuperação e fator de purificação foi avaliada. Embora o eluído tenha obtido um alto fator de purificação (em média 11,3), a separação da lactoferrina do soro de leite concentrado não apresentou alta recuperação devido à presença de outras proteínas em maior quantidade. O fator de purificação foi influenciado positivamente pelo aumento do pH, sendo inversamente proporcional a adsorção de GMP. As melhores condições para a separação de lactoferrina do soro foram obtidas em pH 8,0 e razão de diluição igual a 0,33.Item Desenvolvimento e caracterização de trocador catiônico supermacroporoso para a purificação de macromoléculas(Universidade Federal de Viçosa, 2013-03-22) Fontan, Rafael da Costa Ilhéu; Minim, Valéria Paula Rodrigues; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4761407T6; Silva, Luis Henrique Mendes da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728684Y0; Minim, Luis Antonio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4789633Y8; http://lattes.cnpq.br/8012010064147260; Bonomo, Renata Cristina Ferreira; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4769526H1; Eller, Monique Renon; http://lattes.cnpq.br/4821785523906789A purificação de biomoléculas, em especial macromoléculas, desperta cada vez mais o interesse de pesquisadores em todo o mundo devido ao potencial de uso das mesmas. Para isso, novas técnicas e materiais vêm sendo desenvolvidos, como os criogéis poliméricos, considerados a nova geração de matrizes para os processos cromatográficos. Os criogéis permitem a produção de colunas monolíticas cromatográficas com elevada porosidade e com poros grandes o suficiente para permitir a passagem até mesmo de células inteiras, o que é altamente desejável para a purificação de macromoléculas a partir de meios viscosos e/ou não clarificados. Apesar do crescente interesse nos criogéis, estudos envolvendo as condições de equilíbrio e a dinâmica do deslocamento de fluidos e cinética de transferência de massa nos leitos monolíticos ainda são insuficientes para se caracterizar completamente essa classe de adsorventes. Assim sendo, neste trabalho um novo trocador iônico monolítico voltado para a purificação da proteína lisozima a partir da clara de ovo foi produzido e caracterizado sob diversos aspectos, dentre eles a estrutura física e as relações de equilíbrio de adsorção, bem como o efeito da temperatura e força-iônica da fase móvel nessas reações, o que permitiu compreender melhor o mecanismo de adsorção da lisozima no trocador iônico. O leito monolítico produzido também foi caracterizado quanto à sua hidrodinâmica e um modelo capilar foi proposto para descrever as curvas de ruptura no mesmo, permitindo maior compreensão dos efeitos dispersivos, difusivos e de transferência de massa no seu interior. Por fim, o leito produzido foi empregado com êxito na purificação da lisozima diretamente da clara de com um mínimo preparo da solução de alimentação e em apenas uma etapa cromatográfica.