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

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

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. Proteínas
 Macromoléculas nitrogenadas essenciais para
o desenvolvimento, crescimento e
manutenção das funções celulares;
 Combinação entre 20 aminoácidos, com
ligações peptídicas;

4. Proteínas
 Podem se apresentar como enzimas:
 Vantagem em processos industriais.
 Valor nutritivo interligado a sua composição de
aminoácidos, a disponibilidade e
digestibilidade.

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. 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. Composição Celular dos
Microrganismos

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. 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. Proteína Degradável no Rúmen
 Ruminantes: bovinos,
ovinos, caprinos,
bubalinos, girafas e
veados;
 Simbiose com bactérias;
 Flora microbiana - quebra
da celulose;
 Fundamental para
produtividade;

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.

13. Marcadores Microbianos -
DAPA
 Aminoácido - ácido diaminopimélico;
 Presente somente em bactérias;
 Indicador microbiano utilizado para estimar a
síntese de proteína microbiana.

15. Marcadores Microbianos - D-
ALANINA
 Constituinte da parede celular microbiana;
 Não é detectada nos alimentos;
 Presente em maior concentração nas
bactérias que o DAPA.

16. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

21. 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.

22. 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;

23. Enzimas Derivadas de Microrganismos e
utilizadas na fabricação de alimentos

24. Enzimas Derivadas de Microrganismos e
utilizadas na fabricação de alimentos

25. Fontes e Variedades de Enzimas
para Alimentos

26. 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.

27. 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;

28. 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.

29. Produção de Enzimas
Microbianas

31. 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.

32. 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.
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A.; DOH, A. Optimization of cell yield of Candida krusei SO1
and Saccharomyces sp. LK3G cultured in sorghum
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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.

33. 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.
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 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
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