proteínas, enzimas e aminoácidos de origem microbiana

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PRODUÇÃO DE PROTEÍNAS E AMINOÁCIDOS DE ORIGEM MICROBIANA, E APLICAÇÃO DE ENZIMAS Luciane, Mani, Rianne e Samara

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Page 1: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

PRODUÇÃO DE PROTEÍNAS E AMINOÁCIDOS DE ORIGEM MICROBIANA, E APLICAÇÃO DE ENZIMAS

Luciane, Mani, Rianne e Samara

Page 2: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

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.

Page 3: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

Proteínas Macromoléculas nitrogenadas essenciais

para o desenvolvimento, crescimento e manutenção das funções celulares;

Combinação entre 20 aminoácidos, com ligações peptídicas;

Page 4: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

Proteínas Podem se apresentar como enzimas:

Vantagem em processos industriais.

Valor nutritivo interligado a sua composição de aminoácidos, a disponibilidade e digestibilidade.

Page 5: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

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).

Page 6: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

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).

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Composição Celular dos Microrganismos

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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.

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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.

Page 10: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

Proteína Degradável no Rúmen Ruminantes: bovinos,

ovinos, caprinos, bubalinos, girafas e veados;

Simbiose com bactérias; Flora microbiana -

quebra da celulose; Fundamental para

produtividade;

Page 11: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

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.

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Marcadores Microbianos - DAPA Aminoácido - ácido diaminopimélico;

Presente somente em bactérias;

Indicador microbiano utilizado para estimar a síntese de proteína microbiana.

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Marcadores Microbianos - D-ALANINA

Constituinte da parede celular microbiana;

Não é detectada nos alimentos;

Presente em maior concentração nas bactérias que o DAPA.

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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.

Page 17: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

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.

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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.

Page 19: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

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.

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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.

Page 22: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

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;

Page 23: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

Enzimas Derivadas de Microrganismos e utilizadas na fabricação de alimentos

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Enzimas Derivadas de Microrganismos e utilizadas na fabricação de alimentos

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Fontes e Variedades de Enzimas para Alimentos

Page 26: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

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.

Page 27: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

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;

Page 28: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

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.

Page 29: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

Produção de Enzimas Microbianas

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Page 31: Proteínas, Enzimas e Aminoácidos de Origem Microbiana

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.

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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.

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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

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http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/tecnologia_de_alimentos/arvore/CONT000fid5sgif02wyiv80z4s473v6o7sud.html