Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic residues and bromatological characterization for animal feed / Hidrólise enzimática de resíduos lignocelulósicos e caracterização bromatológica para ração animal

ABSTRACT: This study evaluated the action of commercial and non-commercial cellulases and pectinases in the hydrolysis of soybean hulls (SH) and corn stover and cobs (CSC), the effect of temperature and agitation on the lignocellulosic substrate hydrolysis and the bromatological characteristics of hydrolyzed substrates. The effect of pretreatment on the hydrolysis of lignocellulosic residues and bromatological analysis were also evaluated. The highest hydrolytic activity occurred at 300 rpm for SH (47.95 and 51.43% for cellulase and pectinase, respectively) and at 350 rpm for CSC (26.05 and 9.23% for cellulase and pectinase, respectively). Non-commercial enzymes achieved 7.26-30% of the amount of hydrolysis obtained with commercial enzymes, on the same substrates. Pretreatment with 7.5% of NaOH and a particle size of the substrate of 0.5 mm significantly increased the hydrolysis of SH and CSC for both enzymes. The bromatological characteristics showed that soybean hulls hydrolyzed with both commercial cellulase and pectinase have potential for large-scale use in animal feed production.

RESUMO: Foram avaliadas a ação de celulases e pectinases comerciais e não comerciais na hidrólise de casca de soja (CS) e palha e espigas de milho (PEM), o efeito da temperatura e da agitação na hidrólise do substrato lignocelulósico e as características bromatológicas dos substratos hidrolisados. O efeito do pré-tratamento na hidrólise de resíduos lignocelulósicos e a análise bromatológica também foram avaliados. A maior atividade hidrolítica ocorreu a 300 rpm para CS (47,95 e 51,43% para celulase e pectinase, respectivamente) e a 350 rpm para PEM (26,05 e 9,23% para celulase e pectinase, respectivamente). As enzimas não comerciais atingiram 7,26-30% da quantidade de hidrólise obtida com as enzimas comerciais, nos mesmos substratos. O pré-tratamento com 7,5% de NaOH e um tamanho de partícula do substrato de 0,5 mm aumentou significativamente a hidrólise de CS e PEM para ambas as enzimas. As características bromatológicas mostraram que a casca de soja hidrolisada com celulase e pectinase comercial tem potencial para uso em larga escala na produção de ração animal.

Development and characterization of light yoghurt elaborated with Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb-12 and fructooligosaccharides / Desenvolvimento e caracterização de iogurte light elaborado com Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb-12 e fruto-oligossacarídeos

This study aimed to evaluate the effects of adding probiotic culture (Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb-12) and prebiotics (fructooligosaccharide - FOS) to yoghurt formulations stored at 4°C for 28 days, using an experimental design (independent variables: (0-3% of FOS and probiotic starter cultures 0-3%). The pH, acidity, fat, syneresis, protein, ºBrix, sugars, FOS and probiotic bacteria count were analyzed. The probiotic- and prebiotic-added yoghurt formulations showed lower acidity, syneresis and glucose than the control yoghurt and compared to formulations containing probiotic and prebiotic separately. The 3% probiotic and prebiotic formulation showed a lower loss of concentration of FOS, and after 28 days presented 1.5g of FOS per 100g (0.3% kestose, 0.7% nystose, 0.5% fructosyl-nystose). Furthermore, the addition of prebiotics exerted a protective effect on probiotic bacteria, enhancing their survival.(AU)

Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da adição de cultura probiótica (Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb-12) e prebióticos (fructooligosacarídeo - FOS) a formulações de iogurte armazenadas a 4°C por 28 dias, utilizando um planejamento experimental (variáveis independentes: (0-3% de FOS e cultura probiótica starter 0-3%). Foram analisados pH, acidez, gordura, sinérese, proteína, ºBrix, açúcares, FOS e contagem de bactérias probióticas. As formulações de iogurte adicionado de probiótico e prebiótico apresentaram menor acidez, sinérese e glicose quando comparados ao iogurte controle e também em comparação com as formulações contendo probiótico e prebiótico sozinhas. A formulação com 3% de probiótico e prebiótico apresentou menor perda de concentração de FOS e, após 28 dias, apresentou 1,5g de FOS por 100g (0,3% de kestose, 0,7% de nystose , 0,5% de fructosil-nistose). Além disso, a adição de prebióticos exerceu um efeito protetor sobre as bactérias probióticas e aumentou a sua sobrevivência.(AU)

Development and characterization of light yoghurt elaborated with Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb-12 and fructooligosaccharides / Desenvolvimento e caracterização de iogurte light elaborado com Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb-12 e fruto-oligossacarídeos

This study aimed to evaluate the effects of adding probiotic culture (Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb-12) and prebiotics (fructooligosaccharide - FOS) to yoghurt formulations stored at 4°C for 28 days, using an experimental design (independent variables: (0-3% of FOS and probiotic starter cultures 0-3%). The pH, acidity, fat, syneresis, protein, ºBrix, sugars, FOS and probiotic bacteria count were analyzed. The probiotic- and prebiotic-added yoghurt formulations showed lower acidity, syneresis and glucose than the control yoghurt and compared to formulations containing probiotic and prebiotic separately. The 3% probiotic and prebiotic formulation showed a lower loss of concentration of FOS, and after 28 days presented 1.5g of FOS per 100g (0.3% kestose, 0.7% nystose, 0.5% fructosyl-nystose). Furthermore, the addition of prebiotics exerted a protective effect on probiotic bacteria, enhancing their survival.

Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da adição de cultura probiótica (Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb-12) e prebióticos (fructooligosacarídeo - FOS) a formulações de iogurte armazenadas a 4°C por 28 dias, utilizando um planejamento experimental (variáveis independentes: (0-3% de FOS e cultura probiótica starter 0-3%). Foram analisados pH, acidez, gordura, sinérese, proteína, ºBrix, açúcares, FOS e contagem de bactérias probióticas. As formulações de iogurte adicionado de probiótico e prebiótico apresentaram menor acidez, sinérese e glicose quando comparados ao iogurte controle e também em comparação com as formulações contendo probiótico e prebiótico sozinhas. A formulação com 3% de probiótico e prebiótico apresentou menor perda de concentração de FOS e, após 28 dias, apresentou 1,5g de FOS por 100g (0,3% de kestose, 0,7% de nystose , 0,5% de fructosil-nistose). Além disso, a adição de prebióticos exerceu um efeito protetor sobre as bactérias probióticas e aumentou a sua sobrevivência.

Whey protein concentration by ultrafiltration and study of functional properties / Concentração de proteínas de soro por ultrafiltração e estudo das propriedades funcionais

This paper aim to evaluate the ultrafiltration (UF) process for constituents recovery from whey. Sequences of factorial designs were performed by varying temperature (5 to 40°C) and pressure (1 to 3 bar), to maximize the proteins concentration using membrane of 100kDa in dead end system. Based on the best result new experiments were performed with membrane of 50kDa and 10kDa. With the membrane of 50 the protein retention was about 3 times higher than the membrane of 100kDa. The concentrated obtained by UF membrane of 10kDa, 10°C and 2 bar in laboratory scale showed a mean protein retention of 80 %, greater protein solubility, emulsion stability and the identification of β-lactoglobulins (18.3 kDa) and α-lactalbumin fractions (14.2kDa). Therefore, the use of membrane of 100 and 50kDa are became a industrially recommendable alternatives to concentration of whey proteins, and/or as a previous step to the fractionation of whey constituents using membrane ≤10kDa, aiming at future applications in different areas (food, pharmaceutical, chemical, etc.).

O objetivo do estudo foi avaliar o processo de Ultrafiltração (UF) na recuperação dos constituintes do soro de leite. Planejamentos fatoriais sequenciais foram realizados, variando a temperatura (5 a 40°C), a pressão (1 a 3 bar) e visando maximizar a concentração de proteínas usando membrana de 100kDa em sistema dead end. Baseados nos melhores resultados, foram realizados experimentos com de 50kDa e 10kDa. Em relação a membrana de 50kDa, a retenção de proteínas foi cerca de três vezes maior em relação a membrana de 100kDa. O concentrado obtido por membrana UF de 10kDa, 10°C e 2 bar, em escala laboratorial, mostrou uma retenção média de proteína de 80%, maior solubilidade protéica, estabilidade da emulsão e a identificação das frações β-lactoglobulins (18.3kDa) e α-lactalbumin (14.2kDa). Portanto, o uso de membranas de 100 e 50kDa são alternativas recomendáveis industrialmente à concentração de proteínas de soro de leite, e/ou como etapa anterior ao fracionamento de constituintes do soro usando membrana ≤10kDa, visando aplicações futuras em difentes áreas (alimentícia, farmacêutica, química, etc).

Whey protein concentration by ultrafiltration and study of functional properties / Concentração de proteínas de soro por ultrafiltração e estudo das propriedades funcionais

This paper aim to evaluate the ultrafiltration (UF) process for constituents recovery from whey. Sequences of factorial designs were performed by varying temperature (5 to 40°C) and pressure (1 to 3 bar), to maximize the proteins concentration using membrane of 100kDa in dead end system. Based on the best result new experiments were performed with membrane of 50kDa and 10kDa. With the membrane of 50 the protein retention was about 3 times higher than the membrane of 100kDa. The concentrated obtained by UF membrane of 10kDa, 10°C and 2 bar in laboratory scale showed a mean protein retention of 80 %, greater protein solubility, emulsion stability and the identification of β-lactoglobulins (18.3 kDa) and α-lactalbumin fractions (14.2kDa). Therefore, the use of membrane of 100 and 50kDa are became a industrially recommendable alternatives to concentration of whey proteins, and/or as a previous step to the fractionation of whey constituents using membrane ≤10kDa, aiming at future applications in different areas (food, pharmaceutical, chemical, etc.).(AU)

O objetivo do estudo foi avaliar o processo de Ultrafiltração (UF) na recuperação dos constituintes do soro de leite. Planejamentos fatoriais sequenciais foram realizados, variando a temperatura (5 a 40°C), a pressão (1 a 3 bar) e visando maximizar a concentração de proteínas usando membrana de 100kDa em sistema dead end. Baseados nos melhores resultados, foram realizados experimentos com de 50kDa e 10kDa. Em relação a membrana de 50kDa, a retenção de proteínas foi cerca de três vezes maior em relação a membrana de 100kDa. O concentrado obtido por membrana UF de 10kDa, 10°C e 2 bar, em escala laboratorial, mostrou uma retenção média de proteína de 80%, maior solubilidade protéica, estabilidade da emulsão e a identificação das frações β-lactoglobulins (18.3kDa) e α-lactalbumin (14.2kDa). Portanto, o uso de membranas de 100 e 50kDa são alternativas recomendáveis industrialmente à concentração de proteínas de soro de leite, e/ou como etapa anterior ao fracionamento de constituintes do soro usando membrana ≤10kDa, visando aplicações futuras em difentes áreas (alimentícia, farmacêutica, química, etc).(AU)

Elaboração e avaliação da qualidade de macarrão isento de glúten / Elaboration and quality evaluation of the gluten-free pasta

Com a intenção de minimizar a carência de produtos isentos de glúten e tendo em vista o crescente aumento de celíacos, a elaboração de produtos diferenciais a base de farinha de arroz e milho torna-se uma alternativa de consumo e comercialização. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da adição de farinha de arroz e milho, e emulsificante nas características de qualidade (teste de cozimento, textura instrumental - firmeza e aceitabilidade) e físico-químicas (proteínas, lipídios, carboidratos, minerais e fibra alimentar) de formulações de macarrão, mediante o emprego de metodologia de planejamento de experimentos, fixando a concentração de ovos in natura (12%, m/m) e água (20%, v/m). A formulação com 40g de farinha de milho, 60g de farinha de arroz e 0,4g de SSL por 100g de farinha mista foi a que apresentou melhor resistência ao cozimento, menores perdas de sólidos na água de cocção (2,12% m/m), textura (30,40g seg-1) e aceitabilidade superior a 85 %. Além disso, o uso de farinha de arroz, associado à farinha de milho, proporciona fonte de minerais (152mg de K, 1,55mg de Fe, 46mg de Mg, 20mg de Ca por 100g), proteínas (~7%), carboidratos (52%) e fibras (~1%), importante suprimento nutricional para celíacos, por estes apresentarem perdas significativas destes nutrientes, devido à diarreia e à absorção restrita, característica da doença.(AU)

In order to minimize the deficiency of products with gluten-free and the growing number of celiac the elaboration of differential products using rice and maize flour becomes an alternative of consuming and marketing. This study aimed to evaluate the effects of rice and maize flour, and emulsifier addition in the quality characteristics (cooking test, instrumental texture - firmness and acceptability) and physic-chemical (proteins, lipids, carbohydrates, minerals and dietary fiber) of pasta formulation, by the use of experimental design methodology, fixing the concentration of in nature eggs (12%, w/w) and water (20%, v/w). The formulation with 40g of maize flour, 60g of rice flour and 0.4g per 100g of SSL mixed flour showed the better cooking resistance, reduced loss of solids in the cooking water (2.12% m/m), texture (30.40g sec-1) and acceptability higher than 85%. Furthermore, the use of rice flour associated with maize flour provide a source of minerals (152mg of K, 1.55mg of Fe, 46mg of Mg, 20mg Ca per 100g), proteins (~ 7%), carbohydrates (52%), fibers (~1%) important nutritional supplement for celiac, because they present significant losses of these nutrients due to restricted absortion and diarrhea, characteristic of the disease.(AU)

Incidence of fungi and mycotoxins in stored corn under different conditions / Incidência de fungos e micotoxinas em grãos de milho armazenados sob diferentes condições

The aim of this work was to perform the identification, quantification, and investigation of the incidence of fungi in corn grain samples submitted to two different conditions (with or without control of temperature and of aeration) for a period of five months. Occurrence of mycotoxins (aflatoxins and zearalenone) was also studied. The following fungi were isolated and identified: Aspergillus flavus, Fusarium roseum, Fusarium moniliforme, Fusarium graminearum, and Penicillium sp. The fungi A. flavus, F. roseum, and Penicillium sp presented variation in growing on the grains of 30 - 98 %, 3 - 30 %, and 34 - 90 %, respectively; and the a highest fungus growth was verified in corn grain samples without environment control. The difference verified in observe on fungi growth could not attributed to grain humidity, since the moisture analysis revealed a content inferior to 12 % in both samples. The factors that mostly influenced on the growth might be the temperature associated with aeration, since the grains stored in both silos were harvested at the same period of the year at the same region, thus they were submitted to the same environmental conditions. The mycotoxin detected in silo A (aflatoxin B1) was already present in grain before being stored, and the aflatoxin concentration was at same levels until the end of storage period.

O objetivo deste estudo foi identificar, quantificar e avaliar a ocorrência de fungos e verificar a incidência de micotoxinas (aflatoxinas e zearalenona) em grãos de milho armazenados por um período de cinco meses, sob diferentes condições (com e sem controle de temperatura e aeração). Isolaram-se e identificaram-se os fungos Aspergillus flavus, Fusarium roseum, Fusarium moniliforme, Fusarium graminearum e Penicillium sp presentes nos grãos de milho. Os fungos A. flavus, F. roseum e Penicillium sp apresentaram variação de crescimento de 30 a 98 %, de 3 a 30 % e de 34 a 90 %, respectivamente. A diferença no crescimento dos fungos não foi causada pela umidade, pois em ambos os silos foi inferior a 12 %. Os principais fatores que influenciaram no crescimento possivelmente estejam relacionados à temperatura associada à aeração, pois se verificou maior crescimento no silo sem controle de temperatura e aeração, uma vez que os grãos armazenados nos dois silos foram colhidos na mesma época e de uma única região, portanto sujeitas às mesmas variações ambientais. A micotoxina detectada no silo A (aflatoxina B1) já se encontrava presente nos grãos no início do armazenamento, mantendo-se nos mesmos limites de detecção ao final do período de armazenamento.