PRODU‡ƒO DE GOMA XANTANA EM BIORREATOR .A goma xantana pode ser produzida a partir de...

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  • URI - CAMPUS ERECHIM

    CENTRO TECNOLGICO

    DEPARTAMENTO DE CINCIAS AGRRIAS

    PROGRAMA DE MESTRADO EM ENGENHARIA DE ALIMENTOS - CPGEAL

    PRODUO DE GOMA XANTANA EM BIORREATOR UTILIZANDO

    MEIO BASE DE SORO DE QUEIJO

    MICHELE CRISTIANE MESOMO

    Dissertao de Mestrado submetida ao Programa de Mestrado em Engenharia de Alimentos da URI-Campus de Erechim, como requisito parcial obteno do Grau de Mestre em Engenharia de Alimentos, rea de Concentrao: Engenharia de Alimentos, da Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Misses URI, Campus de Erechim.

    ERECHIM, RS - BRASIL

    JANEIRO DE 2007

  • PRODUO DE GOMA XANTANA EM BIORREATOR UTILIZANDO MEIO

    BASE DE SORO DE QUEIJO

    MICHELE CRISTIANE MESOMO

    Dissertao de Mestrado submetida Comisso Julgadora do Programa de Mestrado em Engenharia de Alimentos como parte dos requisitos necessrios obteno do Grau de Mestre em Engenharia de Alimentos, rea de Concentrao: Engenharia de Alimentos.

    Comisso Julgadora:

    ____________________________________

    Profa. Helen Treichel, D.Sc. Orientadora

    ____________________________________ Prof. Marco Di Luccio, D.Sc.

    Orientador

    ____________________________________ Profa. Janana Fernandes de Medeiros Burkert, D.Sc.

    ____________________________________

    Profa. Eunice Valduga, D.Sc.

    Erechim, 30 de Janeiro de 2007.

  • NESTA PGINA DEVER SER INCLUDA A FICHA CATALOGRFICA DA

    DISSERTAO DE MESTRADO. ESTA FICHA SER ELABORADA DE ACORDO

    COM OS PADRES DEFINIDOS PELO SETOR DE PROCESSOS TCNICOS DA

    BIBLIOTECA DA URI CAMPUS DE ERECHIM.

  • Dedico este trabalho:

    As pessoas mais importantes da minha

    vida, meus pais Marilene e Pedro e a

    minha irm Aliandra, com todo o meu

    amor.

  • AGRADECIMENTOS

    De maneira especial aos meus pais, Marilene e Pedro, que sempre me

    ensinaram qual caminho seguir e a ser uma pessoa leal. Muito obrigada por tudo,

    principalmente por todas as horas em que pensei em desistir e vocs estavam a para

    me apoiar. E tambm por se preocuparem com meu futuro e mesmo depois de

    formada me dar essa oportunidade de continuar estudando e sentir muito orgulho

    disso.

    A minha irm, Aliandra, pelo amor e pelas palavras de incentivo. Mesmo

    sabendo que no seria fcil para mim, sempre me incentivou a fazer mestrado e deu

    exemplos de vida. Em vrios momentos difceis voc me fez erguer a cabea e seguir

    em frente. Ao meu cunhado, David, que me recebeu em sua casa e sempre esteve

    pronto para ajudar. Muito obrigada por tudo!!!

    A Deus, que me deu fora para seguir em frente quando tudo dava errado e a

    lutar cada vez mais.

    A toda minha famlia que sempre me apoiou, principalmente a minha prima-

    irm de corao Mirian, pela amizade e carinho dedicados a mim.

    A minha orientadora, Helen Treichel, pelo apoio e ensinamentos a mim

    dispensados. Principalmente pela total disponibilidade em ajudar mesmo quando no

    estava presente e pelas palavras de incentivo. Ao meu orientador, Marco Di Luccio,

    que no inicio dos experimentos me viu chorar vrias vezes e que sempre estava l

    pronto para ajudar e dar sugestes. Muito obrigada de todo o meu corao!!!!!!!

    Aos professores Alexandre Cichoski, Marcos Corazza e Francine Padilha pelas

    valiosas contribuies feitas durante os seminrios. E a todos os demais professores

    da Engenharia de Alimentos, que de uma forma ou de outra ajudaram no meu

    crescimento profissional.

    A todas as pessoas que me ajudaram e em especial as pessoas que mais me

    ajudaram na parte experimental, sendo meu brao direito. Sempre atenciosas,

    disponveis e principalmente amigas. Marceli e Gabi muuuito obrigada de todo o meu

    corao.

    As novas amizades que eu fiz durante o mestrado: Cris, Karina, Aline, Marceli,

    Gabi, Roberta, ngela, Camila, Silvana, Marcio, Joo, Jarbas, Ise, Renata Rotta,

    Renata, Daniela, Franci, Marcus.

  • minha amiga Cristiane, que esteve sempre junto, superando dificuldades,

    dando conselhos e cuidando de mim quando eu precisava. E o mais importante, me

    agentando de mau humor e mesmo assim ainda querendo morar comigo. Espero que

    a distncia no separe a nossa amizade e que possamos sempre lembrar das coisas

    boas que vivemos juntas. Te adoro Crishild!!!!!!!!!!!

    A uma amiga em especial, Karina, que chegou uma hora difcil trazendo

    muita alegria para quem convivesse com ela. Obrigada pelas horas em que ficamos

    conversando.

    A todos os colegas do mestrado, pela amizade e troca de experincias.

    A todos do laboratrio de biotecnologia e da vegetal, pela ajuda e amizade.

    Ao pessoal da central do prdio 9, Rosi, Morgana, Leandra, Maiquel,

    Madalena, Fernanda e Franci pela total disponibilidade e ajuda. Em especial, ao

    Rogrio, pela enorme ajuda com as anlises. Desculpa por ter sido em muitas horas

    chata, precisando da ajuda de vocs a toda hora.

    Aos funcionrios do Centro de Cincias da Sade da URI Campus de

    Erechim por me agentar praticamente todos os dias na centrfuga, de maneira

    especial, ao Cassiano, que alm do suporte tcnico sempre tinha uma palavra de

    incentivo.

    Aos colegas do Centro Tecnolgico da URI - Campus de Erechim e

    graduandos do Curso de Engenharia de Alimentos, os quais difcil citar todos, e seria

    injusto citar apenas alguns, mas que direta ou indiretamente contriburam para a

    realizao deste trabalho e para o meu amadurecimento profissional e espiritual.

    Aos demais amigos que sempre estiveram ao meu lado, presentes ou

    ausentes.

    todas as pessoas maravilhosas que conheci em Erechim, e que foram

    preciosas nesta etapa da minha caminhada, por tornarem meus dias menos

    cansativos e mais alegres. Obrigada por tudo.

    Muito obrigada a todos do fundo do meu corao!

    Michele C. Mesomo

  • Aprendi com a primavera a deixar-me

    cortar e a voltar sempre inteira.

    (Ceclia Meireles)

  • Resumo da Dissertao apresentada ao Programa de Mestrado em Engenharia de

    Alimentos como parte dos requisitos necessrios para a obteno do Grau de Mestre

    em Engenharia de Alimentos.

    PRODUO DE GOMA XANTANA EM BIORREATOR UTILIZANDO MEIO

    BASE DE SORO DE QUEIJO

    Michele Cristiane Mesomo

    Janeiro/2007

    Orientadores: Profa. Helen Treichel, D.Sc.

    Prof. Marco Di Luccio, D.Sc.

    A goma xantana um polissacardeo sintetizado por bactrias do gnero

    Xanthomonas e de extrema importncia no aspecto comercial. A sua aplicao na

    indstria de alimentos, farmacutica e petroqumica devida principalmente s suas

    propriedades de formar solues viscosas em baixas concentraes, ampla faixa de

    estabilidade a pH e temperatura. A goma xantana pode ser produzida a partir de meios

    quimicamente definidos e meios industriais. O soro de queijo, um resduo industrial,

    possui protenas de alto valor biolgico, e, alm disso, possui alto teor de lactose

    (4,5%) e sais minerais (0,6%) constituindo um substrato rico e de fcil obteno para a

    produo de polissacardeos. Na maioria das indstrias de processamento de leite, o

    soro tratado como resduo e descartado inadequadamente. Este descarte, alm de

    trazer danos natureza, corresponde tambm a um desperdcio inaceitvel diante de

    suas caractersticas nutricionais, sendo portanto, considerado um substrato potencial

    para a produo de biopolmeros. O objetivo deste trabalho foi a produo da goma

    xantana em meio base de soro de queijo e posterior estudo de viscosidade aparente

    do biopolmero produzido. Foi utilizado um biorreator de bancada de 2,5L utilizando

    um volume til de 1L, contendo 900mL de meio de fermentao contendo: soro de

    queijo, 0,1% de sulfato de magnsio e 2% de fosfato de potssio. Foi realizado um

    planejamento fatorial completo 22, no qual as variveis estudadas foram agitao e

    aerao. Todos os ensaios foram realizados a 28C 2C por 72 horas. A maior

    produo, 36,89 g.L-1, foi encontrada com agitao de 410 rpm e aerao 1,5 vvm,

  • correspondente ao ponto central do planejamento de experimentos. Para o estudo da

    viscosidade aparente da goma xantana produzida foram preparadas solues aquosas

    das gomas na concentrao de 3%, a 25C, para todos os ensaios de fermentao.

    Para as anlises de viscosidade aparente foi utilizado o remetro digital marca

    Brookfield. Avaliou-se tambm o comportamento da viscosidade em solues salinas

    de gomas de acordo com a metodologia de planejamento de experimentos, para a

    goma produzida no ponto central da fermentao, variando-se a concentrao de

    goma, a concentrao de sal e a temperatura. O estudo da adio de sais na soluo

    de goma permitiu concluir que o uso de CaCl2 resultou na maior viscosidade da

    soluo dentre os sais estudados. Na condio de 25oC, 0,1% de CaCl2 e 4,68% de

    goma foi alcanada uma viscosidade de 1704 cP.

  • Introduo 1

    1 INTRODUO

    Os biopolmeros so polissacardeos de origem microbiana, tambm conhecidos

    como gomas ou exopolissacardeos (ESP), que tm a capacidade de formar gis e

    solues viscosas em meio aquoso (MOREIRA et al., 2003).

    Os biopolmeros so interessantes do ponto de vista industrial por serem

    amplamente utilizados como espessantes, gelificantes, agentes de suspenso,

    colides protetores, entre outras aplicaes. Exibem uma combinao de propriedades

    que so essenciais para definir sua aplicao final. Tais propriedades so

    determinadas po